Фамилия Алилуева происходит от церковного возгласа «аллилуйя» — слова, которое христиане используют для хвалы Богу. В основе лежит древнееврейское «халелу-Йа’х» — «хвалите Господа». Это редкий случай, когда фамилию образовали не от имени, профессии или прозвища, а от богослужебного восклицания. Похожая модель встречается у фамилий, произведённых от первых слов молитв (например, «Помилуй» или «Спаси»), но «аллилуйя» — один из самых узнаваемых примеров.

Словообразовательная модель здесь нестандартная. Обычно суффикс -ов присоединяется к основам мужского рода: от «поп» — Попов, от «козёл» — Козлов. Но «аллилуйя» — существительное женского рода, и по правилам русского языка от него следовало бы ожидать фамилию вроде Аллилуйин (по аналогии: «роза» — Розин, а не Розов). Однако в реальности закрепилась форма Алилуев (и её женский вариант Алилуева). Это говорит о том, что фамилия складывалась не по строгим грамматическим схемам, а под влиянием церковной традиции: в богослужении слово «аллилуйя» воспринималось как нечто цельное, мужского рода, либо его переосмыслили как имя собственное.

В исторических документах начала XX века фамилия фиксируется в разных губерниях. Известны записи: Алилуев Андрей Емельянович (1873 года рождения, Нижне-Волжский край, село Любицкое), Алилуев Афанасий Фролович (1893 год, Саратовская область, то же село), Алилуев Евстрат Кириллович (1880 год, Бобруйский район, село Заречье). Такое сосредоточение в сёлах Нижнего Поволжья и на территории современной Беларуси намекает на возможное распространение фамилии среди духовенства или крестьян, живших рядом с церковными приходами. Однако без глубокого генеалогического исследования точно определить, когда и где именно возник род Алилуевых, нельзя — процесс формирования фамилий был долгим и неоднородным.

Стоит добавить, что фамилия Алилуева стала широко известна благодаря Надежде Алилуевой, второй жене Иосифа Сталина, но её происхождение уходит корнями в народную культуру, а не в политическую историю XX века.