Фамилия Ильдарханова образована от мужского имени Ильдархан — сложного, двухосновного тюркского имени. Первая часть «иль» (или «ил») восходит к слову «иль» — «родина», «страна», «народ» в тюркских языках. Вторая часть — «дар» («дэр») — «владеть», «иметь», а в некоторых диалектах — «свободный», «благородный». Третья часть — «хан» — титул верховного правителя, князя. В целом имя Ильдархан можно истолковать как «владеющий народом», «народный хан» или «свободный хан». Это имя — вариант или двусоставная форма от более распространённого имени Ильдар (Илдар), где добавление «хан» усиливает значение правителя.

Суффикс «-ов» указывает на принадлежность. Изначально Ильдархановы — это потомки человека по имени Ильдархан. Фамилия образована по русской модели патронимии, то есть отвечает на вопрос «чей?»: сын Ильдархана, внук Ильдархана. Такая модель типична для фамилий, возникших у тюркских народов в XIX — начале XX века при переходе к фиксированным родовым именам в Российской империи.

Фамилия редкая и имеет чёткую географическую привязку к Волго-Уральскому региону, преимущественно к Татарстану и Башкортостану. Имена с основой «Ильдар» в этих краях очень популярны, а форма «Ильдархан» встречается реже, что делает фамилию менее распространённой, чем, скажем, Ильдаров. Носители фамилии — в основном татары или башкиры, у которых имя Ильдархан могло даваться с пожеланием мальчику стать правителем, уважаемым человеком в своём народе.

С точки зрения словообразования интересно, что суффикс «-ов» присоединён к полному, нередуцированному имени, а не к его краткой форме. В отличие от фамилий вроде Ильдаров (от Ильдар), здесь основа не усекается, что говорит о сравнительно позднем оформлении фамилии — в тот период, когда имя уже воспринималось как цельнолексемное. Социальный состав предков, скорее всего, был крестьянским или купеческим: титул «хан» в составе имени у тюркских народов не означал реального ханского происхождения, а был частью личного имени-пожелания.