Фамилия Илтубаев — редкий случай, где основа, скорее всего, не тюркское имя, а сложное прозвище или социальный термин. Разберём её по частям. Корень «илт» восходит к древнетюркскому «эль» (il) — «народ, племя, страна». Вторая часть, «уба», может быть искажением от «оба» (род, клан) или от «убай» — почтительное обращение к старшему брату у башкир и татар. Получается, что Илтубай — это человек, который «держит народ», «опора рода» или, буквально, «народный брат». Такие имена-пожелания давали, чтобы мальчик вырос уважаемым и объединял людей.

Модель образования типична для тюркских фамилий, русифицированных суффиксом -ев: Илтубай (личное имя) + -ев (притяжательный суффикс, «чей?»). В дореволюционных записях фамилия могла писаться как Илтубаевъ, а в быту — Илтубай (без окончания), что до сих пор встречается у башкир как родовое имя. Географически фамилия плотно привязана к южному Уралу и Зауралью: больше всего Илтубаевых в Башкортостане и Оренбургской области. Среди башкирских шежере (родословных) встречаются упоминания рода Илтубай, что указывает на возможное происхождение от основателя клана.

В отличие от многих фамилий, образованных от арабских или персидских имён (например, Ахметов, Сафин), Илтубаев — чисто тюркская, «народная» конструкция, без религиозного подтекста. Предки носителя этой фамилии были, скорее всего, скотоводами или воинами-вотчинниками в башкирских кантонах, где личное имя напрямую отражало социальную роль человека. Ударение в фамилии, по правилам русского языка, падает на последний слог: Илтуба́ев, хотя в башкирском языке ударение может смещаться на первый слог.