Фамилия Ильчакова — женская форма, а её мужской вариант Ильчаков. В основе фамилии лежит имя Ильча, которое могло быть как самостоятельным, так и уменьшительной формой от канонического имени Илья. В русской народной традиции суффикс -ча нередко придавал имени ласкательный или обиходный оттенок: Ильча — это «маленький Илья» или просто «Илья» в бытовом обращении. Такая модель словообразования характерна для северных и центральных областей России, где имена с суффиксом -ча встречались чаще, чем на юге.

Мужская фамилия Ильчаков образована по стандартной для русского языка схеме: основа Ильчак (от Ильча с наращением -к-) плюс суффикс -ов, указывающий на принадлежность. Буквально Ильчаков — «сын Ильчака» или «потомок Ильчи». Важно, что в этой фамилии не стоит искать прямой связи с тюркскими корнями, хотя окончание -чаков внешне напоминает некоторые восточные фамилии. Перед нами чисто русская модель, где -чак — это не тюркский суффикс, а результат народного переоформления имени.

Поскольку Илья — одно из самых распространённых русских имён (в честь пророка Ильи), фамилии от его производных встречаются повсеместно. Но Ильчаков — вариант более редкий, чем Ильин или Ильюшин. Он мог закрепиться в конкретной местности, где жила семья, чей родоначальник носил имя Ильча. В писцовых книгах и переписях XVI–XVII веков такие имена фиксировали у крестьян и посадских людей, реже — у служилых. Сословной исключительности у фамилии нет: её могли носить и крестьяне, и мещане, и духовенство.

Если говорить о географии, то фамилия Ильчаков (и Ильчакова) чаще встречается в Поволжье и на Урале, что косвенно подтверждает её русское происхождение с местным колоритом. Встречаются также варианты написания через «о» — Ильчаков/Ильчакова, но ударение в любом случае падает на второй слог: Ильча́ков.