Фамилия Иллюх — редкий пример, где суффикс -юх работает не как уменьшительная форма, а как показатель принадлежности к «гнезду» человека. В русской ономастике суффикс -юх (-ух) встречается в прозвищных и патронимических фамилиях, но чаще в северных и сибирских говорах, а также у старообрядцев. Иллюх — это вариант от Илья, где основа усечена до Илл- (с двойным «л», что характерно для народного произношения, ср. Иллюша, Иллюха). По сути, фамилия означает «сын Ильи» или «человек из рода Ильи», но через прозвище: Иллюха — так могли называть самого Илью или его потомка в быту.

География фамилии узкая. Встречается она преимущественно на западе России — в Псковской, Новгородской областях, а также в Беларуси. Это указывает на возможное происхождение из кривичских земель, где суффикс -юх был продуктивен в диалектной речи. В письменных источниках фамилия не зафиксирована в дворянских родословных или переписях XVII века, что говорит о её крестьянских или мещанских корнях. Скорее всего, предки носителя фамилии были свободными землепашцами или ремесленниками, получившими прозвище по имени отца.

Спорным моментом может быть связь с украинским или польским влиянием: в украинском языке Иллюх — это прямая уменьшительная форма от Илля (Илья), и фамилия могла возникнуть как патроним без дополнительных суффиксов. Но русская модель с -юх чаще указывает на прозвище, а не на прямое отчество. Правдоподобнее версия, что фамилия образовалась в среде, где имя Илья произносили с удвоенным «л» и мягким окончанием — Иллюх, а затем это прозвище закрепилось за семьёй. В словаре Б. Унбегауна «Русские фамилии» подобные образования (Илюхин, Илюшин) рассматриваются как патронимические, но форма Иллюх без суффикса -ин встречается редко и может быть реликтом древней бессуффиксной модели, когда фамилия совпадала с прозвищем.

Написание фамилии с двумя «л» — не ошибка, а указание на давнюю традицию: в церковнославянском и бытовом произношении имя Илья часто записывали как Иллия, откуда и пошло Иллюха. Поэтому фамилия Иллюх — это не случайный вариант, а точный слепок живой речи предков, которые называли своего односельчанина не Илья, а Иллюх.