Фамилия Ильющенкова образована от мужского имени Ильюша — уменьшительной формы крестильного имени Илья. Илья, в свою очередь, восходит к библейскому имени Eliyahu, которое с древнееврейского переводится как «мой Бог — Господь», то есть «мой Бог — Бог истинный». Скорее всего, основатель рода был человеком из простого сословия, и его потомки со временем получили фамилию по имени предка.

Суффикс -енко в составе фамилии указывает на восточно-украинское или белорусское происхождение. Это один из самых распространённых патронимических суффиксов в этих регионах: он буквально означает «маленький» или «сын», то есть Ильющенко — «сын Ильюши». Чередование ш/щ (Ильюша → Ильющенко) — частое явление в украинской и белорусской ономастике, оно связано с особенностями местного произношения и словообразования.

В русских фамилиях на -енко, попавших в официальные документы, часто добавляли окончание -а для обозначения женского варианта, поэтому Ильющенкова — это форма, указывающая на женщину или на принадлежность к роду Ильющенко. Мужской вариант фамилии — Ильющенко — мог остаться без изменений или склоняться по падежам.

Интересно, что имя Илья в народной среде давало множество производных форм: Ильюха, Ильюша, Ильюшка, Ильюня. Фамилия Ильющенкова стоит в ряду таких же патронимов, как Ильюхин, Ильюшечкин, Ильюшин. Но именно вариант с суффиксом -енко и чередованием ш/щ выдаёт украинские или белорусские корни рода, а не великорусские.