Фамилия Ильюков образована от имени Ильюк — одной из производных, «домашних» форм канонического имени Илья. Само имя Илья восходит к древнееврейскому Элияху, что означает «мой Бог — Господь», то есть «мой Бог — Бог истинный». Ильюк — это типичный для русской народной традиции вариант имени, возникший в бытовой речи: суффикс -юк придавал имени ласкательный или обиходный оттенок. Такие формы были особенно распространены в западных и южных регионах России, а также на Украине и в Белоруссии.

Словообразовательная модель Ильюков — фамилия на -ов, что указывает на принадлежность: «сын Ильюка» или «потомок Ильюка». В отличие от фамилий на -ин (например, Ильин), форма на -ов характерна для фамилий, образованных от основ на согласный. Здесь основа Ильюк заканчивается на твёрдый согласный, поэтому закономерно появился суффикс -ов, а не -ин.

Фамилия Ильюков встречается реже, чем распространённые Ильин или Ильюшин, но её география неоднородна. По данным переписей и архивных записей, она чаще фиксируется в южнорусских областях — Курской, Воронежской, Ростовской, а также в среде казачества. Это косвенно подтверждает связь с украинской или пограничной традицией именования, где суффикс -юк в фамилиях (Ильюк, Ильюков) был особенно употребителен.

Интересная деталь: в некоторых говорах имя Ильюк могло закрепиться не только как уменьшительное от Илья, но и как прозвище — например, для человека, родившегося в Ильин день (2 августа) или отличавшегося особым почитанием пророка Илии. Однако основная версия остаётся патронимической: фамилия указывает на прямого предка по мужской линии, которого в быту звали Ильюком.