Фамилия Витошенко — характерный пример украинской модели фамилий на -енко, которая в XVI–XVII веках закрепилась в Поднепровье и затем распространилась по всей Украине. Суффикс -енко изначально означал «маленький» или «сын», то есть Витошенко — это буквально «сын Витоша». Вопрос лишь в том, что скрывалось за этим прозвищем или именем.

Самая прямая версия связывает Витоша с крестильным именем Виталий. В народной украинской речи оно сокращалось до Витош, подобно тому, как Дмитрий превращался в Митро, а Григорий — в Гриць. Греческое слово «виталис» означает «жизненный, живущий» — имя давали с пожеланием долгой и полной сил жизни. Если принять эту версию, то предок носителя фамилии был крещён Виталием, а в быту звался Витошем, и его дети пошли по фамилии Витошенко.

Но есть и другая, не менее интересная возможность. Витош могло быть не церковным именем, а прозвищем, образованным от прилагательного «витий» — вьющийся, кудрявый. В украинских говорах слово «витий» (витой) относилось и к завиткам волос, и к извилистой речи. Отсюда два возможных портрета предка: либо кудрявый человек, которого прозвали по причёске, либо красноречивый говорун, чью манеру речи называли витиеватой, то есть изысканно-приукрашенной. В пользу прозвищного происхождения говорит то, что фамилии на -енко охотно образовывались именно от уличных имён, а не только от крестильных.

Словообразовательно фамилия прозрачна: основа Витош- плюс патронимический суффикс -енко. Ударение, скорее всего, падает на второй слог: Вито́шенко. В документах XIX века фамилия встречается преимущественно в Полтавской, Черниговской и Харьковской губерниях — то есть на левобережье Украины, где модель на -енко была особенно распространена. В России носители фамилии появлялись в результате миграций, но корни у неё однозначно украинские.

Из двух версий более правдоподобной выглядит прозвищная: имя Виталий в украинской народной среде чаще давало формы Виталь, Виталя, а Витош — вариант более редкий, тогда как прозвище по внешнему признаку или по речи — явление обычное. Тем не менее полностью исключать крестильное происхождение нельзя: в отдельных местностях сокращения имён могли быть самыми неожиданными.