Фамилия Витюкова — женская форма фамилии Витюков, и её происхождение напрямую связано с мужским именем или прозвищем Витюк. Самое очевидное и наиболее вероятное объяснение: Витюк — это просторечная, уменьшительная форма одного из крестильных имён. Чаще всего в роли основы выступает имя Виктор (в русской традиции давало производные Витя, Витюня, Витюха, Витюша), реже — Виссарион или Вит. Суффикс -юк характерен для южнорусских, украинских и белорусских говоров: он указывал на молодого человека, сына или ученика (ср. Иван — Иванюк, Пётр — Петрюк). Таким образом, Витюк — это «маленький Витя» или «сын Вити», а Витюков — потомок этого Витюка.

В русской ономастике фамилии на -юков встречаются реже, чем на -ов или -ин, и часто несут отпечаток западных или южных территорий расселения. Если смотреть на географию, то Витюковы и Витюковы (с ударением на второй слог) встречаются в Тульской, Орловской, Воронежской областях, а также на Кубани — как раз в тех местах, где смешивались севернорусские и украинские диалекты. Вторая версия, менее популярная, связывает прозвище Витюк с диалектным словом «витюк» — так в некоторых говорах называли петуха или драчливого человека. Однако эта гипотеза слабее: для птичьих прозвищ чаще использовали суффикс -ук (-юк) в значении «самец» (ср. Гусюк, Индюк), но здесь основа «вит-» не имеет прямого отношения к птицам.

По сословной принадлежности фамилия Витюков могла принадлежать крестьянам или однодворцам — потомкам служилых людей, охранявших южные рубежи. В документах XVIII–XIX веков встречаются упоминания о Витюковых среди государственных крестьян Курской губернии. Женская форма Витюкова, как и большинство русских фамилий на -ова, не меняла значения — это жена или дочь Витюкова. Сейчас носительницы фамилии живут по всей России, но наибольшая плотность сохраняется в Черноземье и на юге, что подтверждает связь с регионом, где имя Виктор давало нестандартное производное.