Фамилия Ильйчёв — один из тех редких случаев, когда написание прямо указывает на путь, которым имя прошло в фамилию. В ней не два, а три суффикса: -й-, -ч- и -ёв. Такая громоздкая конструкция возникает, когда фамилию образуют не напрямую от полного церковного имени Илья, а от его обиходной, просторечной формы. В народе Илью нередко называли Ильёй (с ударением на последний слог) или, что важнее, Ильичом — не по отчеству, а как прозвище, ласкательное или шутливое обращение. Записанное на слух, такое прозвище и дало форму Ильйчёв, где буква «й» закрепилась на письме, хотя в произношении она почти не слышна.

Основа здесь — каноническое имя Илья, древнееврейское по происхождению, означающее «Яхве — мой Бог». В русской среде это имя было одним из самых распространённых благодаря почитанию пророка Илии. Но в фамилии Ильйчёв интересна не столько семантика имени, сколько её словообразовательная редкость. Подавляющее большинство русских фамилий на -ов/-ев образованы от форм на -а (Ильин, Фомин) или от полных имён (Ильев). Вариант с суффиксом -ич- и последующим -ёв — южнорусская или украинская черта, характерная для регионов, где отчества на -ич часто переходили в фамилии напрямую, без промежуточного сокращения.

По сословному составу носители такой фамилии, скорее всего, относились к крестьянам или мещанам. Дворянские роды редко образовывали фамилии от просторечных уменьшительных форм с двойным суффиксом — для них была типична модель на -ин или -ов от полного имени. Ильйчёв же — фамилия «народная», возникшая в среде, где человека звали не по документу, а по живому обиходному имени: Ильич, а его сын уже становился Ильичёвым или Ильйчёвым.

Встречается она нечасто. В современных справочниках и телефонных базах число носителей исчисляется сотнями, не тысячами. Основной ареал — центральные и южные области России, а также восток Украины. Написание с буквой «й» перед «ч» — орфографическая аномалия, которая могла закрепиться при паспортизации, когда писарь буквально перенёс звучание: «Иль-й-чёв», хотя по нормам русского языка правильнее было бы писать «Ильичёв» (через «и»). Именно вариант через «и» встречается в десятки раз чаще и считается нормативным. Ильйчёв — его орфографический дубль, сохранивший живую фонетику произношения.