Фамилия Илюшенкова — это «матронимическая» форма, то есть образованная от женского имени, что встречается реже, чем отчества от мужских имён. В основе лежит имя Илюша — уменьшительно-ласкательная форма от имени Илья (древнееврейское Элияху — «мой Бог — Яхве»). Но ключевая деталь здесь — суффикс -енк-, который указывает на украинское или белорусское происхождение. В этих регионах фамилии на -енко (Илюшенко) означали «сын Илюши» или «потомок Илюши». А окончание -а (Илюшенкова) — это уже русская адаптация женской формы фамилии, которая закрепилась при переходе в русскую среду, чаще всего через брак или при переписи населения.

Исторически носитель такой фамилии мог быть выходцем с территории современной Украины или юга России, где фамилии на -енко особенно распространены. Само прозвище Илюша давали не только ребёнку, но и взрослому человеку небольшого роста или с мягким характером — это было ласкательное обращение, которое затем закрепилось как родовое имя. В отличие от фамилий на -ов/-ев, которые чаще встречались у крестьян центральной России, Илюшенковы могли принадлежать к казачьим или мещанским слоям — именно в этих средах модель на -енко была особенно популярна.

С точки зрения словообразования, фамилия прошла тройную трансформацию: Илья → Илюша (уменьшительное) → Илюшенко (указание на сына) → Илюшенкова (русификация женской формы). Это делает её показательным примером того, как региональные модели фамилий смешивались при миграции. В современных справочниках фамилия Илюшенков (мужской вариант) встречается редко, а женская форма Илюшенкова — ещё реже, что говорит о её локальном бытовании, вероятно, в Курской, Белгородской или Воронежской областях, где исторически пересекались русские и украинские традиции имяобразования.