Фамилия Ильдеев — один из тех случаев, когда внешне ясная основа скрывает неожиданный поворот. На первый взгляд, корень «Ильд-» напоминает тюркское «иль» (страна, народ) или имя Ильдар. Но если присмотреться к суффиксу, картина меняется.

Фамилия образована по русской модели с суффиксом -ев, который указывает на принадлежность: «чей?» — Ильдеев. Значит, в основе лежит личное имя или прозвище Ильдей. А вот Ильдей — это, скорее всего, не тюркское, а крестильное имя Илья в местном, диалектном произношении. В русских говорах, особенно на севере и в Поволжье, имя Илья нередко звучало как Илья, Илька, а уменьшительная форма могла дать Ильдей. Такой переход — от Илья к Ильдей — вполне объясним: суффикс -дей (как в Андрей, Матвей) в народной речи мог присоединяться к основам, создавая новые варианты. Таким образом, Ильдеев — это буквально «сын Ильдея», то есть потомок человека по имени Илья.

География фамилии подтверждает эту версию. Ильдеевы встречаются преимущественно в регионах, где русское население веками соседствовало с тюркскими народами: в Татарстане, Чувашии, Башкортостании, а также в Вятской и Нижегородской губерниях. Здесь имя Илья было распространено, а местные говоры активно перерабатывали его в формы вроде Ильдей. Возможно, носитель прозвища был крещёным татарином или чувашом — в таком случае фамилия закрепилась как христианская, но с местным произносительным оттенком.

Спорная версия — от тюркского имени Ильде (Ильде-хан, «владыка страны») или от слова «ильди» (меч). Однако против неё говорит тот факт, что в тюркских языках фамилии на -ев обычно образуются от имён на согласный (Ильдар — Ильдаров), а Ильдей дал бы Ильдеев. Кроме того, имя Ильдей как самостоятельное встречается в русских писцовых книгах XVI–XVII веков, что указывает на его бытование именно в русской среде. Поэтому наиболее правдоподобно считать Ильдеева вариантом фамилии Ильин, но с характерной региональной огласовкой.

Фамилия не принадлежала к дворянским — её носители были в основном крестьянами и мещанами. В списках однодворцев и государственных крестьян XVIII–XIX веков Ильдеевы встречаются нередко, что говорит о её массовом, а не элитарном происхождении. Сегодня она остаётся редкой, но узнаваемой, особенно в Поволжье.