Фамилия Илюхова — это женская форма фамилии Илюхов, которая в свою очередь образована от мужского личного имени Илья через его уменьшительно-просторечную форму Илюха. В русской традиции имя Илья (древнееврейское Элияху — «мой Бог — Яхве») получило множество народных вариантов: Илюша, Илюха, Илюня. Форма на -уха характерна для северных и сибирских говоров, где суффикс -ух(а) придавал имени оттенок фамильярности или принадлежности к простонародной среде. Таким образом, Илюха — это не столько прозвище, сколько бытовой вариант крестильного имени, который закрепился за человеком в повседневном общении.

Модель образования фамилии Илюхов — стандартная патронимическая: к основе Илюх- добавили притяжательный суффикс -ов, означающий «сын Илюхи». Фамилия Илюхова, соответственно, указывает на принадлежность к роду Илюховых, то есть потомков того самого Илюхи. Поскольку суффикс -ов типичен для русских фамилий центральных и южных регионов, можно предположить, что предки носителей фамилии жили в этих областях, а не на Русском Севере, где более распространены фамилии на -их/-ых (например, Илюхих).

Стоит отметить, что в русском языке существует созвучная, но морфологически иная фамилия Илюхин, образованная от той же основы, но с суффиксом -ин. Разница в том, что -ов чаще присоединялся к основам на твёрдый согласный или на -а, а -ин — к основам на -а/-я. Форма Илюхов встречается реже, чем Илюхин, и может указывать на более позднее оформление фамилии или на региональную особенность — в некоторых местностях (например, в Поволжье) предпочитали суффикс -ов даже для имён на -а, следуя аналогии с другими патронимами.

Род занятий предка-Илюхи вряд ли можно определить по фамилии: она не указывает на профессию или ремесло, а только на имя. Однако сам факт использования просторечной формы имени говорит о том, что носитель имени Илюха, скорее всего, принадлежал к крестьянскому или мещанскому сословию — в дворянской среде такие варианты не приживались. В дореволюционных переписях фамилия Илюхов встречается преимущественно в Рязанской, Тамбовской и Нижегородской губерниях, что подтверждает её южнорусские корни.

В современной России фамилия Илюхова не входит в число самых распространённых, но и не является редкой. Её носители живут в разных регионах, и для многих из них она стала просто родовым именем, утратившим связь с исходным значением. Тем не менее, этимология прозрачна: за фамилией стоит конкретный человек по имени Илья, которого в быту звали Илюха.