Фамилия Ильичова — женская форма, а мужская, Ильичов, встречается реже. Оба варианта образованы не напрямую от имени Илья, а от отчества Ильич. Это отчество в свою очередь произошло от имени Илья, которое пришло на Русь вместе с христианством из древнееврейского имени Элияху — «мой Бог — Яхве».

Разница в суффиксе — не случайность. Фамилии на -ов/-ев обычно получали люди, чьи отцы носили имя или прозвище на твёрдый согласный: Ильич → Ильичов, буквально «сын Ильича». Но в русской ономастике есть и другой путь: фамилия могла закрепиться в форме Ильичов, если её носитель происходил из семьи, где отчество Ильич передавалось как прозвание рода. В отличие от знаменитой фамилии Ильин, которая тоже восходит к имени Илья, но через суффикс -ин (Ильин = «чей?» — Ильин, то есть сын Ильи), Ильичов — более поздняя и редкая модель, указывающая на вторую ступень родства.

Географически фамилия Ильичов встречается в основном в центральных и южных областях России, а также в среде русских старообрядцев. В некоторых говорах, особенно на Урале и в Сибири, отчества на -ич в XVII–XVIII веках могли становиться фамилиями напрямую, без добавления суффикса — так появились, например, Ильич или Петрович. Но Ильичов — это уже полноценная фамилия, где суффикс -ов прикреплён к готовому отчеству, что подчёркивает её относительно позднее оформление (не раньше конца XVIII века).

Спорных версий у этой фамилии немного. Основной корень — Илья — бесспорен, а суффикс -ич указывает на отчество, а не на прозвище. Альтернативная гипотеза, что фамилия могла возникнуть от прозвища Ильич (например, человека, служившего в церкви Ильи Пророка или носившего бороду как у пророка), не находит серьёзной поддержки у ономастов — проще и естественнее считать, что фамилия отражает реальное отчество предка.

Таким образом, человек с фамилией Ильичов (или Ильичова) может быть уверен: его предок звался Ильичом, то есть был сыном Ильи. Фамилия эта — не самая распространённая, но прозрачная по смыслу и без тёмных мест в происхождении.