Фамилия Витюнина — женская форма от Витюнин, а та образована от имени, прозвища или профессии через суффикс -ин. В основе лежит слово «Витюня». Это уменьшительно-ласкательная форма от канонического крестильного имени Виктор (от латинского victor — «победитель») или, реже, от Виталий (от латинского vitalis — «жизненный»). В народной речи имя Виктор давало множество производных: Витя, Витюха, Витюша, Витюня. Последняя форма типична для северных и северо-восточных говоров, где уменьшительный суффикс -ун(я) был особенно распространён. Таким образом, Витюней в семье или в деревне называли человека по имени Виктор, а его потомки получали фамилию Витюнины — буквально «чьи?» — «дети Витюни».

Модель образования через -ин характерна для фамилий, возникших в среде крестьян и посадских людей в XVI–XVII веках. Она указывает на принадлежность конкретному лицу: не просто «из рода Викторовых», а «сын или дочь Витюни». Суффикс -ин здесь работает как притяжательный, и фамилия Витюнин — типичный пример русской «патронимической» фамилии от разговорной формы имени.

Встречается фамилия Витюнин преимущественно в центральных и северных регионах России — в Вологодской, Архангельской, Кировской областях, а также в Поволжье. В письменных источниках XVII века упоминаются крестьяне Витюнины в Тотемском уезде — это согласуется с географией бытования имени Витюня. Редкие варианты написания с двойным «н» (Витюннин) могли возникать при поздней паспортизации из-за неверной записи.

Споров у этой фамилии немного. Основная версия — от имени Виктор через Витюню — надёжна и подтверждается словообразовательной логикой. Менее вероятно происхождение от прозвища Витюня, связанного с глаголом «вить» (например, «вить верёвки»), так как такое прозвище не зафиксировано в исторических словарях русских прозвищ. Если бы основа была от глагола, форма скорее звучала бы как Витнев или Виткин. Так что уверенно можно говорить о крестильном имени.