Фамилия Ильинцева образована по модели, характерной для южнорусских и украинских земель: к основе, указывающей на место жительства, добавили суффикс -ец и окончание -ин. Человек, которого звали Ильинец, был выходцем из села с корнем «Ильин-». А фамилия Ильинцев (в женском роде — Ильинцева) закрепилась за его потомками по той же схеме, что и москвич — Москвичев, туляк — Туляков.

Прозвище Ильинец, скорее всего, связано с селом Ильино в Липецком районе Липецкой области. Это село возникло в первой половине XVII века на месте остатков древнеславянского поселения. В документах 1651 года оно упоминается как Ильино Городище. Топоним ведет начало от мужского имени Илья — видоизмененной формы библейского имени Eliyahu. В переводе с древнееврейского оно означает «мой Бог — Господь», то есть «Мой Бог — Бог истинный». Основатель рода Ильинцевых, вероятно, был выходцем именно оттуда.

Впрочем, фамилия могла возникнуть и в другом селе с тем же названием — Ильинских по всей России немало. Но суффикс -ец в основе (Ильинец) указывает на то, что прозвище давали именно пришлому человеку, «ильинскому», в отличие от местных жителей. Это отличает фамилию Ильинцев от более распространенной Ильин — та прямо образована от имени Илья или от храма Ильи Пророка. Здесь же связь не с именем напрямую, а с географией: предок был «ильинцем», то есть родом из Ильина.