补充维生素D对肌肉功能的影响
许多已开展的横断面研究发现，维生素D缺乏人群更常见肌痛、肌力下降以及跌倒风险增加等。
肌痛
维生素D缺乏和近端肌病患者常出现肌痛，且前者可能痛感分布更为扩散。但目前关于维生素D缺乏和肌痛发生的关系，观点并不一致，一方面，骨软化通常会导致骨痛和骨微结构改变，导致疼痛来源难以鉴别，另一方面，肌痛患者可能更倾向于外出活动减少，导致维生素D合成不足，其间因果关系难以断定。
2010年一项横断面研究纳入欧洲8个中心共计3075名男性，发现存在慢性弥漫性疼痛的患者更容易出现低25OHD水平(小于15 ng/mL)。明尼阿波利斯的153名出现持续性、非特异性肌肉骨骼疼痛的患者中，有93%检测出了维生素D缺乏。一项在33名索马里女性中开展的干预试验发现，在同时补充维生素D和钙剂3个月后，66.7%的患者肌痛得到明显缓解。
因为文化差异和性别差异，不同人群报告疼痛的习惯有所不同，其诊断的主观性较高，加之维生素D水平受到多种其他因素的影响，这类研究的说服力十分有限。只有一项随机对照临床试验研究了维生素D补充对肌痛的影响，50名存在弥漫性骨骼肌肉疼痛的患者被随机分为试验组和对照组，试验组每周接受50 000 IU维生素D2补充持续3个月，结果无论相较患者基线水平还是对照组，实验组的VAS评分(Visual Analog Scale)和功能性疼痛评分(Functional Pain Score，FPS)都无明显改善。
肌力和体能
许多RCT评价了维生素D补充对改善肌力和体能的作用。值得注意的是，大量研究采用了不同的肌肉功能评价标准，包括握力、下肢肌力、平衡测试、6分钟步行距离、步态、SPPB等多种方法，导致不同研究间整合分析十分困难。
2008年美国开展的一项RCT纳入40多个研究中心共计33 067名受试者(50~79岁)，每日补充1 000 mg碳酸钙和400 IU维生素D3长达7年，采用问卷调查形式评价受试者用药前后体能改变，在校正了年龄、钙总摄入、激素使用情况等多种混杂因素后，发现维生素D补充对于改善体能并无影响。2010年澳大利亚的研究纳入了302名受试者，试验组每日补充1 000 IU维生素D2和1 000 mg柠檬酸钙(对照组仅1 000 mg柠檬酸钙)1年后，比较两组在髋外展肌力(Hip Extensor Strength)、髋内收肌力(Hip Adductor Strength)和运动能力(Timed Up and Go Test，TUAG)方面的差别，发现分别有22.6%、13.5%、17.5%的提高，这种效果和患者基线25OHD水平无关。2017年Iolascon等在113名绝经后骨质疏松或25OHD缺乏(小于30 ng/mL)的女性中开展了的研究发现，在补充25OHD(每天20 μg)6个月后，采用握力测试和膝等长拉伸强度试验(Knee Isometric Extension Strength Test)评价四肢肌力，采用SPPB和4米步行速度(4-m Gait Speed，4MGS)评价体能，发现试验组四肢肌力、体能都有了显著提高。维生素D对肌肉功能的改善也在年轻女性中被发现，69名初潮后女性在接受一年4次大剂量(150 000 IU)维生素D2补充后，试验组相较对照组血浆25OHD水平明显升高，并与显著提高的弹跳速度有关。而另一项研究在给年轻芭蕾舞演员每日补充维生素D(2 000 IU)4个月后，发现试验组等长肌力提升、受伤风险降低。
为了综合分析大量RCT的研究结果，许多Meta分析发表，但结论并不一致。2014年Beaudart发表的一篇Meta分析纳入了30项研究共5 615人，结果发现维生素D补充组相比对照组有显著但很微弱的肌肉力量改善，且这种改变在基线25OHD水平低于30 ng/mL以及年龄大于65岁的受试者中更为明显。这种对肌力微弱的提升也在Muir等的Meta分析中被证实。但2011年Stockton发表的Meta分析综合了17项RCT研究(共5 072人)，发现维生素D补充对于基线25OHD水平高于25 nmol/L的人群握力和下肢近端肌力改善无明显效果，而仅对基线25OHD缺乏(小于25 nmol/L)的人群髋肌肌力有明显改善。2017年发表的一项Meta分析只纳入了采用握力和TUAG作为肌肉功能评价指标的RCT研究(15项RCT，2 408人)，并没有发现维生素D补充的改善效果，研究间的异质性也很明显。
维生素D补充的干预研究常常采用每日用药方案，导致此类研究常因受试者依从性差而开展困难。2012年Glendenning等的研究纳入了686名社区居住70岁以上老年女性受试者，采用每3个月口服补充胆钙化醇150 000 IU的干预方案，随访9个月后，发现两组在握力、TUAG测试、跌倒发生方面无明显差别。因此作者认为，间断大剂量补充维生素D尽管可以提高依从性，但结合之前的研究可以发现，这一方案不仅对于改善肌力无明显效果，甚至可能进一步增加跌到风险。同年Goswami等在年轻女性中开展的研究也证实了这一点。这一现象背后的原因可能是间断高剂量维生素D补充不能长期保持血浆维生素D水平稳定在某一有效范围，因此其生理价值有限。
总体来说，来自RCT和Meta分析的证据支持每日维生素D补充对于肌肉功能有一定的改善效果，尤其在那些年龄较大以及基线25OHD水平较低的患者中。相较间断大剂量给药，每日1 000 IU左右的维生素D剂量对于提升肌肉功能效果更佳。