Фамилия Ильевцев — редкий пример, как отчество стало фамилией, да ещё и с нестандартным суффиксом. В её основе лежит крестильное имя Илья (древнееврейское Элияху — «мой Бог — Яхве»). Но если обычные фамилии от этого имени — Ильин, Ильичев, Ильюшин — встречаются на каждом шагу, то Ильевцев стоит особняком. Здесь сработала не прямая патронимическая модель («чей сын?» — Ильин), а более сложная цепочка.

Сначала от имени Илья образовали отчество Ильев (форма «Ильев сын»), а затем добавили ещё один суффикс принадлежности — -цев. Такая модель типична для фамилий, которые фиксировали не просто родство, а принадлежность к определённому роду или семье: Ильевцев буквально значит «внук Ильи» или «из семьи Ильевых». Двойной суффикс — не редкость в русской ономастике, но для фамилий на -евцев он встречается гораздо реже, чем на -овцев (скажем, Петровцев или Ивановцев). Это делает Ильевцев заметным исключением.

По географии фамилия тяготеет к южнорусским и поволжским говорам, где отчества на -ев были распространены шире, чем на севере. Встречается она и на Урале, куда переселенцы принесли её в XVII–XVIII веках. Социальный срез, скорее всего, крестьянский или мещанский: сложная форма на -цев в среде духовенства и дворянства почти не встречалась, там предпочитали более короткие Ильинский или Ильев.

Есть и другая, менее вероятная версия: от прозвища Ильевец, которым могли назвать выходца из села Ильево. Но тогда в фамилии сохранился бы суффикс -ец без наращения -в (сравните: Казанец — Казанцев, а не Казаневцев). Поэтому происхождение от отчества Ильев остаётся основным.

Таким образом, фамилия Ильевцев — не про самого Илью, а про его внука, и в ней застыла та ступень русской антропонимии, когда фамилии ещё не устоялись и могли «наращивать» суффиксы по мере смены поколений.