Фамилия Илямов — яркий пример того, как географический фактор может перевесить формальную этимологию. На первый взгляд, она кажется типичной русской фамилией на -ов, образованной от имени или прозвища. Но если присмотреться к ареалу её распространения, выясняется, что это почти наверняка тюркская фамилия, записанная по русской модели.

Основу фамилии составляет имя Илям. В тюркских языках (татарском, башкирском, казахском) оно восходит к арабскому «ильм» — «знание», «наука». Имя Илям (или Ильям) давали с пожеланием, чтобы ребёнок вырос учёным, мудрым человеком. С точки зрения словообразования, фамилия образована по русскому патронимическому типу: к основе Илям добавили суффикс -ов, получив буквально «сын Иляма». Такую модель часто использовали в XIX веке при переходе тюркских родовых имён в официальные фамилии.

Менее вероятна версия, что в основе лежит русское имя Илья. Тогда фамилия должна была звучать как Ильямов, но написание с буквой «я» (Илямов) встречается редко и, скорее всего, является результатом диалектного произношения или ошибки писаря. Основной массив носителей фамилии сосредоточен в Татарстане, Башкортостане и соседних регионах Урала и Поволжья — это прямо указывает на тюркское происхождение.

В дореволюционной России фамилия Илямов не была дворянской. Её носители относились к сословию государственных крестьян, мещан или купцов, а в Оренбургской и Уфимской губерниях — к башкирам и татарам-тептярам. Среди известных людей с этой фамилией встречаются спортсмены и деятели культуры, но в целом она остаётся относительно редкой и локальной.