Фамилия Илюшичев образована от имени Илюша — уменьшительной формы канонического крестильного имени Илья. Илья — это русская форма древнееврейского имени Элияху (Илия), что значит «мой Бог — Яхве» или «крепость Господня». Имя было широко распространено на Руси благодаря почитанию пророка Илии, поэтому и производных фамилий от него возникло множество: Ильин, Илюшин, Ильюшин, Илюхин, Илюшечкин и другие. Илюшичев стоит в этом ряду особняком.

Главная особенность — суффикс «-ев» при основе на мягкий согласный (Илюш-). Казалось бы, логичнее было бы ожидать фамилию Илюшин, как от Петруши — Петрушин, от Гриши — Гришин. Но здесь сработала иная модель: фамилия образована не напрямую от имени Илюша, а от патронима (отчества) Илюшич. В древнерусской традиции отчества на «-ич» указывали на принадлежность к определённому роду: Илюшич — сын Илюши. От этого отчества по модели «-ев» и возникла фамилия Илюшичев, то есть «потомок Илюшича». Такая словообразовательная цепочка встречается реже, чем прямой суффикс «-ин», поэтому фамилия выделяется на фоне более привычных Ильиных и Илюшиных.

В географическом плане фамилия Илюшичев тяготеет к центральным и южным регионам России. По данным переписей и архивных записей, наибольшая концентрация носителей фиксируется в Тульской, Рязанской и Воронежской областях, а также в Поволжье. Встречаются варианты написания с одной «с» — Илюшичев, но орфографическая норма закрепила двойное «с», так как исходное имя пишется с одной «ш», а суффикс «-ев» добавляется без изменений.

Сословная принадлежность предков-Илюшичевых, скорее всего, была крестьянской или мещанской. Фамилия не относится к дворянским родам, не фиксируется в «Бархатной книге» или других родословных сборниках знати. Это типичная «фамилия-отчество», которая закрепилась за простыми людьми в XV–XVII веках, когда у крестьян и посадских начало формироваться постоянное родовое прозвание. Исходный носитель — некий Илюша, от которого пошёл род Илюшичей, а затем и Илюшичевых.