Фамилия Илюшенко — один из ярких примеров того, как в русской фамильной традиции закрепилось имя, прошедшее через народную переработку. В её основе лежит мужское крестильное имя Илья, которое, в свою очередь, восходит к древнееврейскому имени Элияху (Eliyahu). Библейское значение этого имени глубоко: «Мой Бог — Господь», то есть «Бог мой — Бог истинный». Однако в быту, на протяжении веков, имя Илья обросло множеством уменьшительных и обиходных форм. Одна из них — Илюша, где суффикс -юш- придаёт ласковый, домашний оттенок.

Фамилия Илюшенко образована по украинской модели с суффиксом -енко, который в XVI–XVII веках был распространён в среде запорожского казачества и означал «сын» или «потомок». Таким образом, буквальное значение фамилии — «сын Илюши». В те времена, когда фамилии только закреплялись, такое указание на отца было самым естественным способом идентифицировать человека в общине: Илюшенко — это тот, чей отец Илюша (народная форма Ильи). Древние верили, что имя, данное в честь святого или великомученика, незримо связывает судьбу человека с его небесным покровителем, и называя ребёнка Ильёй, родители надеялись на его заступничество.

Примечательно, что, в отличие от более распространённых русских фамилий на -ов (Ильин, Илюшин), форма на -енко чётко указывает на украинские или южнорусские корни рода. Географически фамилия Илюшенко наиболее плотно встречается на территории современной Украины, а также в приграничных областях России — Курской, Белгородской, Воронежской. Встречаются и варианты написания через «а» — Илюшенко, но это скорее результат диалектного произношения или ошибок в документах, чем отдельная фамилия.