Фамилия Илюнины — одна из тех, что образованы напрямую от личного имени. В основе лежит имя Илюня, народная форма канонического Илья. Илья — имя древнееврейского происхождения, означает «мой Бог — Господь». Такие уменьшительные формы на -юня, -юня были широко распространены в русской деревне: Илюня, Гаврюня, Матюня. Суффикс -ин в фамилии указывает на принадлежность: «чей?» — Илюнин, то есть сын Илюни, потомок человека с таким прозвищем-именем.

Фамилия эта не из самых частых. Встречается она преимущественно в центральных регионах России и на севере. Поскольку Илья — имя одно из самых популярных на Руси, однокоренных фамилий много: Ильин, Илюшин, Илюхин, Ильинский. Илюнины стоят в этом ряду особняком из-за редкой уменьшительной формы основы. О точном месте и времени возникновения фамилии сейчас говорить сложно — процесс становления русских фамилий растянулся на несколько столетий, но в большинстве случаев такие «патронимические» фамилии на -ин окончательно закрепились к XVII–XVIII векам.