Dovrebbe derivare dal nomen latino Vitellius, portato ad esempio da Aulus Vitellius (15-69 dC) che venne fatto imperatore di Roma nel 69 d.C..
Tracce di questa cognomizzazione si trovano a Perugia nel 1200 con il cancelliere del Comune di Perugia Bovicello Vitelli, nel 1300 Bonifacio Vitelleschi è Castellano di Corneto in Cencelle (RM), più tardi, in Toscana verso la metà del 1500 il marchese Chiappino Vitelli è signore di Cetona (SI) su cessione del Granduca di Toscana Cosimo De Medici, dal 1599 al 1603 in Abruzzo il Barone Ferrante Vitelli tiene il feudo di Paganica (AQ).
Il cognome Vitelleschi è forse laziale, tipico del centrosud. Vitellaro è siciliano. Vitelli, rarissimo è più propriamente del sud. Vitellio è pugliese. Vitellino, raro, è siciliano. Vitellozzi, molto raro, ha un ceppo nell'aretino ed uno a Roma.
Il cognome Vitellio è 10105° nella regione Puglia Il cognome Vitellio è 2533° nella provincia di Lecce Il cognome Vitellio è 55° nel comune di VALLEFIORITA (CZ)