Фамилия Ильярова — женская форма от Ильяров, и её происхождение не так очевидно, как может показаться на первый взгляд. В основе лежит имя Ильяр, которое в русской среде встречается редко. Самая вероятная версия — тюркское происхождение. В тюркских языках имя Ильяр (Ильяр) образовано от слов «иль» (страна, народ) и «яр» (друг, возлюбленный), то есть «друг народа» или «любимец страны». Такие имена были распространены у татар, башкир, азербайджанцев и других народов, и фамилия Ильярова могла возникнуть именно в этой среде.

Менее вероятна, но возможна связь с арабским именем Ильяс (библейский Илия). В некоторых диалектах имя могло трансформироваться в Ильяр, а затем дать фамилию. Однако эта версия слабее, так как прямая словообразовательная цепочка «Ильяс → Ильяр» нехарактерна для русского языка, а скорее для тюркского посредничества.

Суффикс -ов/-ова указывает на патронимическую модель: Ильяров — сын Ильяра. В русской традиции такие фамилии закрепились за крещёными татарами, башкирами или представителями других тюркских народов, которые входили в состав Российской империи. Географически фамилия чаще встречается в Поволжье, на Урале и в Западной Сибири — регионах, где исторически жили тюркоязычные группы.

В дореволюционных списках фамилия Ильярова почти не фиксируется, что говорит о её сравнительно позднем оформлении. Скорее всего, предки носителей фамилии были крестьянами или мещанами, получившими фамилию при переписях XIX века. В отличие от дворянских родов с готовой генеалогией, Ильяровы — пример народной ономастики, где имя-прозвище стало родовым знаком.