Фамилия Ильдисова — женская форма от Ильдисов, и её разбор стоит начать с суффикса. Модель образования типична для русских фамилий: суффикс -ов/-ев указывает на принадлежность («чей?»), то есть Ильдисов — сын или потомок человека по прозвищу или имени Ильдис. Сама основа — Ильдис — звучит нерусски и почти наверняка восходит к тюркским языкам.

Точное значение слова «ильдис» нужно искать в тюркской лексике. Наиболее вероятная версия — это искажённое или диалектное произношение слова «йылдыз» (yıldız), что в большинстве тюркских языков, от турецкого до татарского и башкирского, означает «звезда». В таком случае, исходное прозвище Ильдис (или Йылдыз) могли дать человеку с яркой внешностью, удачливому, либо как ласкательное имя. В тюркских семьях такие «астральные» имена были нередки, особенно у башкир и татар, где слово «йолдыз» (звезда) встречается в личных именах.

Существует и другая, менее распространённая гипотеза: связь с арабским именем Ильяс (библейский Илия), которое через тюркское посредничество могло трансформироваться в Ильдис. Однако это объяснение слабее, так как фонетический переход «с» в конце вместо «с» или «з» для Ильяса нехарактерен, а вариант «Ильдис» как производное от «Ильяс» не фиксируется в известных ономастических словарях. Поэтому версия со «звездой» выглядит убедительнее.

Географически фамилия Ильдисова редкая и преимущественно встречается в регионах Поволжья и Приуралья — в Татарстане, Башкортостане, Оренбургской и Челябинской областях. Это косвенно подтверждает её тюркское происхождение, скорее всего, татарское или башкирское. Носители фамилии, судя по ареалу, в прошлом могли быть крестьянами или мещанами из тюркоязычной среды, но точных сведений о сословной принадлежности нет.

В написании фамилии обращает на себя внимание окончание -ова, которое закрепилось в русской грамматической форме. В оригинале, у татар, фамилия могла звучать как Ильдисов (для мужчин) или даже сохраняться без суффикса — просто Ильдис (как личное имя). Русская адоптация через суффикс -ов сделала её «своей» в документах, но корень остался узнаваемо восточным. Таким образом, фамилия Ильдисова — это звёздное имя, которое прошло путь от прозвища до официальной фамилии, сохранив в основе образ небесного светила.