Фамилия Ильиг — редкий пример, когда русская основа получила иноязычное оформление. В её основе лежит крестильное имя Илья, древнееврейское Элияху, что значит «мой Бог — Яхве». Имя было широко распространено среди всех сословий, но фамилия Ильиг не встречается в центральных областях России — её ареал почти наверняка ограничен регионами, где исторически жили немцы Поволжья.

Ключевая деталь — суффикс -иг. В русской ономастике такой формант нехарактерен: фамилии на -ов, -ин, -ский образуются от притяжательных прилагательных, а -иг — это типичный немецкий суффикс фамилий, указывающий на происхождение (например, Кёниг — «король», Фейгин — от имени Фейга). Ильиг — это не что иное, как немецкая адаптация русского Илья, записанная по законам немецкой фонетики и орфографии. Замена мягкого русского «я» на твёрдое «и» и окончание -ig вместо русского патронимического суффикса — верный признак того, что фамилию дали не в русской канцелярии, а в немецкой колонии, куда переселенцы принесли своё имя.

Вероятнее всего, фамилия возникла в XVIII–XIX веках среди поволжских немцев, которым местное население давало прозвища по имени отца или по внешности, а затем эти прозвища фиксировались уже на немецкий манер. Носителем мог быть выходец из русской семьи, работавший в немецкой среде, либо немец, получивший имя Илья в честь православного святого. Менее вероятна, но не исключена версия, что Ильиг — это искажённая запись фамилии Ильич или Ильин в документах, составленных немецкими чиновниками. Однако отсутствие в фамилии типично русских суффиксов делает эту гипотезу слабой.

Поскольку фамилия не попала в массовые метрические книги центральных губерний, сословную принадлежность предков определить сложно. Скорее всего, это были крестьяне или ремесленники из числа колонистов. Никаких известных исторических деятелей с такой фамилией не зафиксировано — это редкий локальный случай, сохранивший память о культурном пограничье, где русское имя обрело немецкую форму.