Фамилия Ильчаков — один из примеров того, как русская фамилия может сохранить в себе не только имя, но и особую уменьшительную форму, которая почти вышла из обихода. В её основе лежит имя Илья, но не напрямую, а через производную форму Ильчак. Суффикс -ак (в смягчённом варианте -чак) в русских именах и прозвищах часто придавал оттенок ласкательности или, наоборот, уменьшительно-пренебрежительного значения, как в словах «простак», «дурак» или «казак». В случае с Ильчаком это, скорее всего, домашнее, обиходное именование человека по имени Илья — что-то вроде «Илюшка», но с другим оттенком.

Сам по себе суффикс -ак в фамилиях встречается нечасто, и это делает Ильчаковых заметными на фоне более распространённых Ильиных, Ильюшиных или Ильенковых. Фамилия образована по стандартной патронимической модели: Ильчак + -ов, то есть «сын Ильчака». Притяжательный суффикс -ов указывает на принадлежность к роду, что типично для большинства русских фамилий, сложившихся к XVII–XVIII векам.

Географически фамилия тяготеет к центральным и южным регионам России, где имя Илья было особенно популярно. Однако из-за редкости исходной формы Ильчак носители фамилии могли концентрироваться в определённых местностях, например, в бывших казачьих областях или среди крестьянства, где прозвищные формы имен бытовали дольше, чем в дворянской среде. Точных данных о сословной принадлежности предков нет, но по модели образования Ильчаковы — это потомки крестьян или посадских людей, а не знати, так как аристократические фамилии чаще образовывались от полных форм имён.

В ономастических словарях эта фамилия обычно не выделяется отдельно, но её разбор подтверждает общую закономерность: чем необычнее суффикс в основе, тем больше шансов, что фамилия восходит к живому прозвищу, а не к официальному церковному имени. Ильчаков — не просто «сын Ильи», а «сын того, кого в семье или на селе называли Ильчаком», что добавляет фамилии личного, почти интимного оттенка.