Фамилия Ильдухина — редкий случай, когда женская форма приоткрывает завесу над куда более древним мужским прозвищем, чем кажется на первый взгляд. В основе лежит имя Ильдуха, которое, в свою очередь, является производной формой от крестильного имени Илья. Уменьшительно-ласкательные суффиксы -ух(а) и -юх(а) в русской ономастике типичны для неофициальных, обиходных вариантов имен: Петруха, Ванюха, Митюха. Ильдуха — та же модель, где корень «Иль-» (от Илья) слился с суффиксом. Фамилия образована по стандартной патронимической модели: сын или дочь Ильдухи — Ильдухины.

Однако здесь есть один нюанс, который делает эту фамилию нестандартной. Форма на -ина в женском роде обычно указывает на принадлежность к роду мужчины с фамилией Ильдухин. Но сама основа «Ильдух» может быть не только русской. В тюркских языках, особенно в татарском и башкирском, имя Ильдус или Ильдуха состоит из корней «иль» (родина, страна) и «дус» (друг). В таком случае Ильдуха — это «друг родины». Русские фамилии на -ин нередко возникали и от тюркских имен, если носитель жил в русскоязычной среде или был крещён. Тогда фамилия Ильдухина — это «русифицированный» вариант тюркского имени, где суффиксация по-русски «привязала» его к роду.

Географически фамилия тяготеет к Поволжью, в частности к Нижегородской области и Татарстану, где веками шло смешение славянского и тюркского населения. Встречается она и в центральной России, но редко. Сословно носители могли быть как крестьянами, так и мещанами — фамилия не несёт признаков дворянского или духовного происхождения (отсутствие суффиксов -ский/-цкий). Единственное, что можно сказать с уверенностью: предок по мужской линии носил прозвище или некалендарное имя Ильдуха, которое либо сократило библейского Илью до краткой «домашней» формы, либо пришло из тюркской культуры с совершенно иным смыслом. Второй вариант, учитывая редкость фамилии и её звучание, выглядит даже более вероятным.