Фамилия Илецкая — относительно редкая и почти всегда женская, так как в русской традиции она представляет собой форму женского рода от фамилии Илецкий. Чтобы понять её происхождение, нужно разобраться с мужским вариантом, а он прочно связан с географией.

В основе фамилии лежит топоним — название места. Речь идёт о населённых пунктах с корнем «Илек» или «Илец». Самый известный из них — город Соль-Илецк (до середины XX века — Илецк) в Оренбургской области, знаменитый своими соляными озёрами. Также существует река Илек (приток Урала) и несколько сёл с похожими названиями в Башкортостане и Казахстане. Формант -ск- в фамилии (Илецк-ий) — типичный для русских фамилий, образованных от названий городов или местностей. Такой суффикс указывает на принадлежность: «из Илецка» или «илецкий житель».

Слово «Илек» (или «Илец») — тюркского происхождения. В тюркских языках «илек» может означать «река» или «речной залив», но есть и более конкретная версия: у башкир и казахов «илек» — это название дикого козла (самца косули). То есть изначально река или поселение могли получить имя по звериному тотему или по обилию этих животных в округе. Таким образом, фамилия Илецкий (и Илецкая) дословно переводится как «тот, кто родом с реки Илек» или «житель Илецка».

С социальной точки зрения, предки носителей фамилии в большинстве своём не относились к дворянству. В Соль-Илецке и окрестностях жили в основном соледобытчики, казаки и крестьяне. Фамилия могла закрепиться за семьями, которые переселились из этих мест в другие регионы Российской империи. Встречается она преимущественно в Поволжье, на Южном Урале и в Западной Сибири — там, куда мигрировали оренбургские казаки и крестьяне в XIX — начале XX века.

Написание с «а» на конце (Илецкая) — грамматическая норма для женщин. Если в семье мужчина носит фамилию Илецкий, его жена и дочери по документам будут Илецкими. Встречается и вариант без суффикса — Илецк (как усечённая форма), но он гораздо реже и чаще встречается у украинцев или белорусов.