Фамилия Илларионкин — один из тех случаев, когда на слух легко угадать и имя-основу, и способ образования. В её центре лежит каноническое мужское имя Илларион (от греческого hilaros — «весёлый», «радостный»). В святцах это имя известно с раннехристианских времён, а в русском быту оно давало множество производных форм: Иларион, Ларион, Ларионыч. Фамилия образована по самой массовой модели — с суффиксом -ин, который в русском языке указывает на принадлежность: Илларионкин буквально означает «чей?» — сын Илларионки.

Ключевая особенность здесь не в корне, а в суффиксе -к-, стоящем между именем и родовым окончанием. Это уменьшительно-бытовая форма имени: Илларионка. В крестьянской и мещанской среде XVII–XIX веков человека с полным именем Илларион в быту чаще называли Ларионом или Илларионкой. От этой обиходной формы и пошла фамилия. Если бы фамилия образовалась от полного церковного имени, она звучала бы как Илларионов — но здесь мы видим именно «домашний», неофициальный вариант, что типично для фамилий, сложившихся в среде, где документы и паспорта появились поздно.

Географически фамилия редкая и локальная. Илларионкины почти не встречаются в крупных городах, зато заметны в старых переписях по средней полосе России, особенно в Тульской, Рязанской и Нижегородской губерниях. Там имя Ларион (производное от Иллариона) было очень распространено, и фамилии на -кин от него — естественное продолжение: Ларионкин, Илларионкин.

Любопытно, что написание с двойным «л» — Илларионкин — закрепилось под влиянием книжной, церковной традиции, хотя в устной речи фамилию часто произносили и писали как Иларионкин, с одним «л». В метрических книгах XIX века можно встретить оба варианта у одной семьи. Это не ошибка, а следствие разрыва между произношением и грамматической нормой: полное имя в документах писали через два «л», а в быту — через одно.

По социальному происхождению Илларионкины — почти наверняка крестьяне или однодворцы. Суффикс -ин в сочетании с уменьшительной основой редко встречается у дворянских родов: дворяне предпочитали модели на -ов/-ев от полных имён или прозвищ. А вот крестьянские фамилии часто «застывали» именно в той форме, в какой соседи называли главу семьи: Илларионка, отсюда и Илларионкины.