Фамилия Ильдусова, вероятнее всего, образована от мужского имени Ильдус. Это имя имеет тюркские корни и распространено среди татар, башкир и других народов Поволжья. В его основе лежит арабское слово «иль» (страна, народ) и тюркское «дус» (друг, товарищ). Таким образом, Ильдус можно перевести как «друг народа» или «товарищ страны». Имя было популярно в советское время, когда в тюркской среде ценились имена с социально значимым смыслом, созвучные эпохе.

Фамилия образована по стандартной для русской и тюркской ономастики модели: к основе Ильдус добавлен русский патронимический суффикс -ов, а окончание -а указывает на женскую линию или принадлежность роду. То есть Ильдусова — это буквально «дочь Ильдуса» или «жена Ильдуса», но в современном понимании — фамилия, закреплённая за потомками человека по имени Ильдус. Суффикс -ов в данном случае не указывает на славянское происхождение, а лишь на способ русификации фамилии, характерный для многих народов России.

Географически фамилия тяготеет к Татарстану, Башкортостану и соседним регионам, где имя Ильдус встречается чаще всего. Встречаются варианты написания с одной «с» (Ильдусова) и с двумя (Ильдуссова), но первый вариант словари и архивы фиксируют как основной. В дореволюционных метрических книгах эта фамилия почти не встречается: её массовое появление приходится на советский период, когда у тюркских народов активно закреплялись фамилии на -ов/-ев от личных имён.

Сравнение с однокоренными фамилиями (Ильдусов, Ильдускин) показывает, что Ильдусова — самая распространённая форма. Редкость фамилии объясняется относительной новизной имени-основы: Ильдус не входит в число древних или широко распространённых тюркских имён, а был скорее данью моде первой половины XX века.