Фамилия Илюшева образована от имени Илюш — народной, обиходной формы крестильного имени Илья. Имя Илья восходит к древнееврейскому Элияху, что означает «мой Бог — Господь». В русской традиции имя было широко распространено среди всех сословий, но фамилия Илюшева, скорее всего, закрепилась в крестьянской или мещанской среде: именно там чаще использовали уменьшительные формы, которые затем становились фамилиями.

Фамилия построена по самой распространённой русской модели: к основе на шипящий (Илюш) прибавляется суффикс -ев (фонетический вариант -ов после мягких согласных). Эта модель типична для фамилий, возникших из отчеств: Илюшев буквально означает «сын Илюша». Со временем форма застыла, и сейчас мы видим её в женском варианте — Илюшева.

Имя Илюш не было единственным производным от Илья. В народе бытовали и другие варианты: Илюха, Илюша, Илюня. От каждого из них возникли самостоятельные фамилии — Илюхин, Илюшин, Илюнин. Фамилия Илюшева стоит в этом ряду особняком: суффикс -ев здесь указывает на более архаичный способ образования, чем, скажем, -ин в фамилии Илюшин.

Географически фамилия Илюшева встречается в основном в центральных и северных областях России, что совпадает с зоной наибольшего распространения имени Илья в его уменьшительных формах. В документах XVII–XVIII веков можно найти упоминания крестьян и посадских людей с именем Илюш, но фамилия в её современном виде закрепилась, вероятно, не раньше середины XIX века, когда отчества стали окончательно наследственными.

Таким образом, Илюшева — это фамилия, которая прямо говорит о предке по мужской линии: его звали Илюш, и он, судя по всему, был человеком простого звания. Никакой дополнительной тайны или редкого корня здесь нет — перед нами прозрачная и типичная для русского Севера и центра ономастическая конструкция.