Фамилия Ильгундинова — женская форма от Ильгундинов, и её разбор стоит начать с суффикса, который сразу указывает на модель образования. Суффикс -ов (-ин) в русских фамилиях означает принадлежность: Ильгундинов — буквально «сын Ильгундина» или «человек из рода Ильгундина». Основа же — Ильгундин — это уже отчество или прозвище, образованное от личного имени Ильгунда. Само имя Ильгунда — составное и явно тюркского происхождения, что неудивительно: фамилия встречается в регионах с сильным татарским и башкирским влиянием, например в Оренбургской области и Башкортостане.

Корень «иль» в тюркских языках означает «страна», «народ» или «родина» (ср. татарское «ил» — страна). Вторая часть «гунда» может восходить к слову «гун» — день, или к «гунда» — основа, ствол. Есть и другая версия: «гунда» как вариант «кунда» — бобр, но она менее убедительна, так как имя Ильгунда встречается в исторических записях именно как антропоним, а не прозвище по животному. Скорее всего, Ильгунда — это сложное имя со значением «народный день» или «основа народа», что типично для тюркской ономастики, где имена нередко складывались из двух смысловых частей.

В русскую фамильную систему Ильгундиновы попали, вероятно, через крещение или переход в православие тюркских родов. Такие фамилии нередко фиксировали исходное имя без изменений, лишь добавляя русский суффикс. Примечательно, что фамилия сохранила редкую огласовку: не «Ильгундов» или «Ильгундиев», а именно «Ильгундинов» — с двойным суффиксом, что говорит о позднем оформлении, когда отчество (Ильгундин) уже стало фамилией, а к нему добавили -ов по аналогии с массой русских фамилий.

Написание фамилии устойчиво, но в редких случаях можно встретить вариант «Ильгундынова» — с буквой «ы» в корне, что отражает диалектное произношение. В целом фамилия редкая, в открытых базах данных встречается единично, что делает её любопытным примером смешения тюркской основы и русского суффиксального оформления. Носители, скорее всего, потомки служилых татар или башкир, принявших православие и осевших в южноуральских губерниях.