Фамилия Ильюкова — женская форма, мужская — Ильюков. В основе лежит популярное на Руси крестильное имя Илья (древнееврейское Элияху — «Бог мой Яхве»). Но прямой путь от имени к фамилии здесь не единственный. Модель с суффиксом -юк (-ук) характерна прежде всего для украинской, белорусской и южнорусской ономастики. Если фамилия Ильин, Ильичёв или Ильинский образованы от полной или уменьшительной формы имени, то Ильюков — это отчество от украинского или белорусского варианта Ильюк (в свою очередь от Илья с суффиксом -юк, означающим «маленький, сын»). То есть Ильюк — «маленький Илья», «сын Ильи». А затем к этой основе добавили типично русский, великорусский суффикс -ов, который уже указывал на принадлежность: Ильюков — «чей? — сын Ильюка».

Такая двойная суффиксация (сначала -юк, потом -ов) — не редкость в зонах этнического смешения, особенно на границе Украины, Белоруссии и южных областей России (Курская, Белгородская, Воронежская). Носители фамилии Ильюков, скорее всего, происходят из этих краёв, где украинское влияние на русскую фамильную модель было сильным. Фамилия фиксируется в документах с XVII–XVIII веков, когда на южные рубежи переселялись крестьяне и служилые люди.

Есть и вторая, менее вероятная версия: основа могла быть не от имени, а от прозвища Ильюк. В говорах «ильюк» иногда называли человека, родившегося в Ильин день (2 августа) или имевшего какую-то связь с этим праздником. Но это лишь гипотеза, без надёжных диалектных подтверждений.

Таким образом, предок носителей фамилии Ильюков — человек по имени Илья, чей сын получил прозвание Ильюк, а внук уже стал Ильюковым. Фамилия не частая, но и не редкая, встречается преимущественно в южнорусских и приграничных регионах.