Фамилия Ильчев — одна из тех, что образована по самой распространённой в русском языке модели, но с неочевидным на первый взгляд суффиксом. Если взять фамилию Ильин, всё прозрачно: от крестильного имени Илья плюс притяжательный суффикс -ин. Ильчев же построена иначе: в её основе лежит не полное имя, а его разговорная форма — Ильч. В старину Ильчом или Ильчей могли звать человека в быту, в кругу семьи или в деревне, где полные имена часто сокращали. Суффикс -ев присоединяется к основам на мягкий согласный или шипящий, поэтому от Ильч мы получаем Ильчев — «сын Ильча», то есть потомок того, кого звали уменьшительным Ильч.

Модель «разговорное имя + -ев» встречается реже, чем «каноническое имя + -ов/-ин», и это сразу выделяет фамилию среди однокоренных. Сравните: Ильин — от полного Илья, Ильичев — от Ильич (отчество), а Ильчев — от личного прозвищного Ильч. Такая цепочка говорит о том, что предок носителя фамилии был не просто сыном Ильи, а, скорее всего, носил обиходное, уличное прозвище, которое закрепилось за родом.

География фамилии подсказывает её северное или северо-восточное происхождение. Ильчевы чаще всего встречаются в Вологодской, Архангельской областях и в Пермском крае — регионах, где в XVI–XVII веках активно формировались крестьянские фамилии на -ев от уменьшительных имён. В тех же местах бытуют фамилии Тимошев, Васьков, Мишев — все по той же схеме.

С точки зрения сословной принадлежности Ильчевы — почти наверняка выходцы из крестьян или посадских людей. Дворянские роды с таким окончанием редки и обычно имеют другую этимологию (например, от названий мест). Никаких громких исторических личностей с этой фамилией не известно, что для массовой крестьянской фамилии совершенно нормально: она фиксирует не заслуги, а родство и бытовое прозвище.

Есть и другая, менее вероятная версия: Ильчев могла возникнуть от тюркского имени Ильчи (посол, вестник) с русским суффиксом -ев. Но против этого говорит отсутствие фамилии в южных и восточных регионах, где такое смешение было бы логичным. Всё-таки основа Ильч — это чисто русское уменьшение от Илья, а не заимствование.