Фамилия Ильяйнен — редкий для России пример финского происхождения. Её основа — каноническое имя Илья, которое в финской языковой среде приобрело характерный суффикс -йнен. В финской ономастике этот суффикс выполняет сразу две функции: образует прилагательное со значением «принадлежащий, относящийся к кому-то» и одновременно оформляет фамилию. Таким образом, Ильяйнен буквально означает «Ильин» или «из рода Ильи». Это точная параллель русским фамилиям на -ин, образованным от того же имени.

С точки зрения словообразования, фамилия Ильяйнен стоит в ряду таких финских фамилий, как Хейккиляйнен (от Хейкки — финская форма Генриха), Маттилайнен (от Матти — Матвей) или Юссилайнен (от Юсси — Иван). Все они указывают на происхождение от конкретного человека, носившего это имя. В Финляндии и среди ингерманландских финнов такие фамилии особенно распространены в восточных регионах, на территории бывшей Выборгской губернии и в Ингерманландии (историческая область вокруг Петербурга).

В России фамилия Ильяйнен встречается крайне редко и почти всегда связана с потомками финнов-ингерманландцев, переселившихся на русские земли ещё в XVII–XIX веках. После депортаций 1930–1940-х годов часть носителей фамилии оказалась в Сибири, Карелии и Ленинградской области. В метрических книгах лютеранских приходов Петербургской губернии фамилия фиксируется с середины XIX века, но не была массовой.

Работа Б. Унбегауна «Русские фамилии» не рассматривает финские модели, но в трудах А. Суперанской и в исследованиях по финно-угорской ономастике модель на -йнен описана как типичная для восточно-финского ареала. Споров о происхождении фамилии нет: корень Илья- однозначен, суффикс -йнен не оставляет сомнений в национальной принадлежности фамилии. Единственный вопрос — насколько имя Илья было популярно у финнов. Оно вошло в финский именослов через православие и лютеранство, но уступало по частоте местным формам вроде Хейкки или Юсси. Поэтому фамилия Ильяйнен — не самая частая даже среди финских фамилий, но её носители могут с высокой вероятностью проследить свои корни до ингерманландских или восточно-финских предков.