Фамилия Иларионовы — одна из тех, что образованы напрямую от полной формы крестильного имени, а не от его уменьшительного варианта. В её основе лежит каноническое мужское имя Иларион, которое пришло на Русь вместе с православием из Византии. Греческое слово «hilarios», от которого оно произошло, означает «тихий, радостный». Покровителем этого имени считается блаженный митрополит Иларион Печерский, чьи мощи покоятся в Печерском монастыре.

Сама модель образования — добавление суффикса -ов к полному имени — указывает на то, что предок носителя фамилии, скорее всего, относился к социальной верхушке или к семье, пользовавшейся в своей местности большим авторитетом. Дело в том, что в среде духовенства, купечества и служилых людей было принято называть человека полным, а не обиходным именем — в знак уважения. Крестьяне же в повседневной жизни чаще использовали уменьшительные формы (Иларионка, Ларя, Ларик), поэтому фамилии от полного имени у них встречаются реже.

Стоит обратить внимание на написание: фамилия пишется через начальное «И», а не через «Е» (Еларионов). Это напрямую отсылает к греческому прототипу и к церковной традиции, где имя Иларион закрепилось именно в такой форме. В разговорной речи фамилию могли упрощать до Ларионов — это более поздний и массовый вариант, но исходная, «книжная» форма Иларионов сохранилась у тех родов, которые либо были тесно связаны с церковью, либо вели свою родословную из среды грамотного духовенства.

О точном месте и времени возникновения фамилии говорить сложно: процесс её закрепления шёл несколько столетий, и в разных губерниях он завершился в разное время. Однако сама структура — полное имя плюс суффикс -ов — позволяет отнести её к древнейшему пласту русских фамилий, которые начали складываться ещё в XV–XVI веках.