Фамилия Ильенков — один из примеров того, как украинская патронимическая модель «на -енко» обросла русским суффиксом -ов и стала привычной для центральной России. В основе лежит имя Илья — русская форма древнееврейского имени Элияху, которое переводят как «мой Бог — Господь», то есть «мой Бог — Бог истинный». Сначала на украинских землях из отчества «Ильин сын» возникла фамилия Ильенко. А когда носители этой фамилии переселились в великорусские губернии, их фамилию адаптировали под местную норму: добавили типичный русский суффикс -ов. Так Ильенко превратился в Ильенкова.

Суффикс -енко в украинской ономастике указывал на сына или потомка: Ильенко буквально значило «маленький Илья» или «сын Ильи». В русской же среде суффикс -ов выполнял ту же притяжательную роль («чей?» — Ильенков). Таким образом, конечная фамилия дважды подчёркивает родство: сначала через украинский патроним, потом через русский суффикс.

Встречается Ильенков не повсеместно. По данным переписей и архивов, она заметно чаще попадается в Курской, Орловской, Тульской областях — тех регионах, куда в XVII–XVIII веках активно переселялись выходцы с Левобережной Украины. Там же фамилия могла сохраниться и в первоначальной форме Ильенко. Встречается и вариант Ильенков с ударением на первый слог — это местная диалектная особенность.

Отдельного внимания заслуживает то, что фамилия не имеет отношения к церковному сану или сословию. Ильенковыми могли стать и крестьяне, и мещане, и казаки: имя Илья было одним из самых распространённых в народе, а значит, и отчество на его основе давало фамилию без сословных ограничений.