Фамилия Иларьева — женская форма, а её мужской вариант — Иларьев. В основе лежит редкое сегодня, но распространённое в прошлом крестильное имя Иларий (от греческого hilaros — «весёлый», «радостный»). Это имя давали в честь нескольких раннехристианских святых, в том числе преподобного Илария Великого. В русской традиции имя закрепилось в форме Иларий, и от него образовали отчество-фамилию: сын Илария — Иларьев, дочь — Иларьева.

Суффикс -ев указывает на принадлежность, типичную для русских фамилий XIX века: «чей?» — Иларьев. Важная деталь: в имени Иларий мягкий знак в основе не появляется, а в фамилии он возникает из-за мягкости конечного согласного (Иларий → Иларьев). Такое написание отличает фамилию от более частых вариантов вроде Иларионов, образованных от полной формы имени Иларион. Иларьев, скорее всего, возник в среде, где имя Иларий бытовало самостоятельно, без параллельной формы Иларион.

Социально фамилия могла принадлежать и крестьянам, и духовенству. Имя Иларий (как и его греческий аналог Иларион) часто встречалось в монашеской среде, но в народе его тоже давали, хотя и реже, чем, скажем, Ивана или Петра. Поэтому предки носительницы фамилии могли быть как сельскими жителями, так и выходцами из церковной среды. Географически Иларьевы встречаются нечасто, но единичные записи есть в старых метрических книгах центральных губерний России, особенно в Рязанской и Тамбовской, где имя Иларий было чуть заметнее.

В отличие от более массовых фамилий на -ов/-ев, Иларьева сохраняет прямую связь с исходным редким именем, что делает её своеобразным ономастическим маркером: это не «сын весёлого человека», а именно «сын Илария».