Фамилия Иллюшко — одна из тех, что сохранила в себе не только имя предка, но и характерный южнорусский или белорусский говор. Её основа — каноническое мужское имя Илья (древнееврейское Элияху, «мой Бог — Яхве»). Но если бы фамилия образовалась по великорусской модели, мы бы имели Ильин или Ильюшин. Вместо этого перед нами форма с суффиксом -к(о), который в украинской, белорусской и южнорусской (особенно смоленской, брянской) традиции выполнял ту же роль, что и русский -ов/-ев: указывал на сына или потомка человека. Иллюшко — это уменьшительно-ласкательная форма имени Илья (как Ильюшка, но с твёрдым произношением Л). Таким образом, фамилия буквально значит «сын Ильюшки» или «потомок того, кого звали Иллюшко».

Словообразовательная модель здесь прозрачна: суффикс -к(о) присоединился к разговорной основе Иллюш- (от Илья через чередование корня). В украинском языке фамилии на -ко (Шевченко, Бондаренко) стали патронимическими и закрепились как наследственные, в отличие от русских фамилий на -ов, которые вытеснили прозвища на -ко. Иллюшко — яркий пример этого юго-западного ареала. Носители фамилии, скорее всего, происходят из регионов, где говорили «Иллюшко» вместо «Ильюшка»: это Черниговщина, Полтавщина, Гомельщина или западные районы Брянской и Курской областей.

В отличие от фамилий, образованных от прозвищ по ремеслу или внешности, Иллюшко — чисто «именная» фамилия, без добавочного смыслового слоя. Она не говорит о занятии предка, а только о его имени. Однако в этом и её ценность: она сохранила живую народную форму, которую в документах могли записать как Илюшко, Ильюшко или даже Елюшко (из-за аканья). В метрических книгах XVIII—XIX веков такие колебания в написании — не ошибка, а отражение местного произношения.

Встречается фамилия и в польском контексте (как Iljuszko), что неудивительно: на землях бывшей Речи Посполитой православные и униаты с именем Илья нередко получали фамилии с типично польским суффиксом -uszko. Но в основе всё та же восточнославянская уменьшительная форма. Если сравнивать с однокоренными фамилиями — Ильин, Ильюхин, Ильченко, Ильяшенко, — то Иллюшко стоит особняком: она самая короткая и «разговорная», без дополнительных наращений.

Сведений о сословной принадлежности носителей фамилии в открытых источниках мало, но патронимическая модель на -ко в XIX веке была распространена среди крестьян и казаков, реже — среди мещан. Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано. Так что предок современного Иллюшко, скорее всего, был простым человеком, которого в быту звали ласково, по-свойски — Иллюшко, и это прозвище закрепилось за его детьми уже как фамилия.