Фамилия Илейко образована от просторечной формы крестильного мужского имени Илья. Само имя Илья — видоизменённая форма библейского Eliyahu, что с древнееврейского переводится как «мой Бог — Господь», то есть «мой Бог — Бог истинный». В русской народной среде имя Илья часто получало уменьшительно-ласкательные варианты: Илейка, Илейко. Именно эта форма и легла в основу фамилии.

Суффикс -ко в данном случае — не уменьшительный, а указательный. В украинской и белорусской традициях, а также в южнорусских говорах суффикс -ко закрепился в фамилиях как показатель родства: Илейко буквально означает «сын Илейки» или «потомок того, кого звали Илейко». Поэтому фамилия Илейко тяготеет к западнорусским и малороссийским землям, где такие модели словообразования были особенно распространены.

С точки зрения словообразовательной модели фамилия относится к типу на -ко, который в XVII–XVIII веках активно использовался в казачьей среде и среди крестьянства. В отличие от великорусских фамилий на -ов/-ев, форма Илейко не имела притяжательного суффикса, а сразу становилась родовым прозвищем. Это делает её более древней по структуре, хотя документально фамилия фиксируется не ранее XVI века.

В исторических источниках встречается Илейко Муромец — былинный богатырь, но это скорее народное переосмысление имени, а не прямая связь с фамилией. Реальные носители фамилии Илейко известны среди запорожских казаков и мещан Речи Посполитой. Например, в реестрах Войска Запорожского за 1649 год упоминается казак Илейко из Черкасского полка.

Сравнение с однокоренными фамилиями — Ильин, Ильюшин, Илькевич — показывает, что Илейко стоит ближе к украинской традиции, где суффикс -ко выполнял ту же роль, что и русский -ин. В современных источниках фамилия встречается преимущественно в западных областях Украины, а также в Брянской и Курской областях России, что подтверждает её региональную привязку.

Таким образом, предки человека с фамилией Илейко с высокой вероятностью были выходцами из западнорусских или украинских земель, возможно, казаками или крестьянами, и носили имя Илья в его народной форме. Фамилия не связана с каким-либо сословием или ремеслом — её происхождение чисто именное, а редкий суффикс -ко делает её отличительной от более массовых Ильиных и Ильюшиных.