Фамилия Ильвушин — относительно редкая, и её происхождение напрямую связано с крестильным именем Илья, точнее, с его разговорной, народной формой. В русской ономастике это яркий пример того, как сложное имя через цепочку суффиксов превращалось в фамилию, порой неузнаваемую для неспециалиста.

Исходная основа — имя Илья, которое в бытовой речи часто сокращали или изменяли. От него образовали уменьшительную форму Ильва (или Ильвуша), где корень «Ильв-» возник за счёт стяжения гласных и упрощения произношения: Илья → Ильва (по аналогии с Петя → Петруша, но с другим суффиксом). Далее к основе «Ильв-» добавили суффикс -уш- (как в дедушка, батюшка), получив ласкательное прозвище Ильвуша. А фамилию Ильвушин, как и большинство русских фамилий, образовали с помощью притяжательного суффикса -ин, означающего «чей?» — «сын Ильвуши», то есть потомок человека, которого в семье или в деревне звали ласково Ильвуша.

Гораздо реже, но возможно, что в основе лежит не имя, а прозвище, связанное с диалектным словом. В некоторых северных говорах «ильва» означало «тихий, смирный человек» или, наоборот, «неповоротливый». Однако это лишь гипотеза: подавляющее большинство фамилий на -ушин (Антошин, Ватрушин, Марушин) восходят к христианским именам, и Ильвушин здесь не исключение.

Географически фамилия тяготеет к центральным и северным областям России, где имя Илья было особенно популярно. Встречается она и в Чувашии, и в Татарстане — там её могли получить русские переселенцы или, реже, крещёные инородцы, принявшие православное имя Илья. Сословного барьера у фамилии не было: её мог носить и крестьянин, и мещанин, и священник, если в роду был Ильвуша.

Если сравнивать с однокоренными, то Ильвушин стоит в одном ряду с Ильиным, Илюшиным и Ильвовым. Но если Ильин — самая массовая фамилия от полного имени, а Илюшин — от уменьшительного Илюша, то Ильвушин фиксирует более редкую, архаичную форму прозвища, которая сохранилась только в отдельных семьях.