Фамилия Илбичёв — редкий пример, где ясна словообразовательная модель, но почти полностью утрачено исходное значение. Это отчество второго порядка: суффикс -ев указывает на принадлежность («чей?»), основа — прозвище или имя Илбич, которое, в свою очередь, образовано от личного имени или прозвища Илба (или Илбо) с помощью уменьшительного или патронимического суффикса -ич. Таким образом, Илбичёв буквально означает «внук (или потомок) Илбича», а Илбич — «сын Илбы».

Ключевая трудность — корень «илб-». В русской ономастике он не встречается ни в крестильных именах, ни в распространённых прозвищах от профессий или внешности. Напрашивается связь с тюркскими языками: в ряде тюркских наречий «ил» (el) — «народ, племя, страна», а «ба» (ba) может быть усечением от «бай» (богатый, господин) или компонентом других имён. Вполне вероятно, что Илба — это тюркское личное имя или прозвище со значением «богатый народом» или «властитель племени». Фамилия могла возникнуть в среде служилых татар, башкир или других тюркоязычных групп, перешедших на русскую модель фамилии. Менее вероятна, но возможна версия от русского диалектного слова, не зафиксированного в словарях, например, от глагола «илбить» (если такой существовал) в значении «медлить» или «шататься».

Географически фамилия тяготеет к Волго-Уральскому региону и Западной Сибири — зонам активных русско-тюркских контактов. Встречается она крайне редко, что говорит о локальном происхождении от одного конкретного рода. Сословная принадлежность первых носителей, скорее всего, была крестьянской или казачьей, но из-за редкости фамилии точных данных нет.

Интересно, что фамилия Илбичёв стоит в ряду таких же редких отчеств с тюркской основой и русским суффиксом -ев, как, например, Алтынчев, Карачев, Туктачев. Их объединяет то, что исходное имя-прозвище почти наверняка было нехристианским и бытовало в среде, где долго сохранялись дохристианские или мусульманские имена. В отличие от фамилий на -ов, которые могли образовываться от любых основ, форма на -ев (после шипящих и ц) здесь — просто фонетический вариант того же патронимического суффикса.