Фамилия Иларионова — одна из тех, что хранят память о полном, «взрослом» имени предка. В её основе лежит каноническое мужское имя Иларион, которое пришло на Русь вместе с христианством из Византии. Греческое слово «hilarios» переводится как «тихий, радостный», так что первый носитель этого имени мог быть человеком покладистого и светлого нрава.

На Руси имя Иларион получило широкое распространение благодаря почитанию святых. Самый известный покровитель этого имени — блаженный митрополит Иларион Печерский, мощи которого покоятся в Киево-Печерской лавре. Однако в быту имя чаще использовали в упрощённых формах: Ларя, Ларик, Ларион. Фамилия же закрепилась именно от полной, церковной формы — Иларион. Это важная деталь: в крестьянской и посадской среде человека чаще называли уменьшительным именем (отсюда фамилии Ларионов, Ларин). А вот полное имя, как в случае с Иларионовым, обычно носили люди, занимавшие заметное положение в общине — священники, купцы, зажиточные крестьяне или служилые люди. Соседи и родня обращались к ним уважительно, без сокращений.

Суффикс -ов указывает на типичную русскую модель образования фамилий: «чей?» — «Иларионов», то есть сын, потомок Илариона. Таким образом, фамилия Иларионова буквально означает «принадлежащая роду Илариона». В женском роде она указывает на женщину — дочь или жену из этого рода.

Интересно, что в некоторых регионах фамилию могли записать через «а» — Аларионов. Это не ошибка, а следствие акающего произношения, когда безударное «и» звучало как «а». Такие варианты нередко встречаются в старых переписных книгах, особенно на юге России. Фамилия не слишком распространена, но и не является редкой — её можно встретить в центральных областях России, а также в среде старообрядцев, которые трепетно относились к каноническим формам имён.