Фамилия Илюзия — редкая и необычная для русского слуха. Вопреки первому впечатлению, её корни лежат не в латинском illusio (обман, заблуждение), а в народной форме церковного имени Илья. Это типичный случай, когда фамилия «потеряла» конечную согласную в основе и приобрела книжное звучание.

Модель образования здесь простая: от имени Илья (через разговорную форму Илюша, Илюха или Илюся) с помощью патронимического суффикса -ин/-ын. Традиционно такие фамилии образовывались от основ, оканчивающихся на -а/-я: Илюша → Илюшин, Илюха → Илюхин. У формы Илюзя (уменьшительное от Илья) суффикс -ин дал бы Илюзин. Но в фамилии Илюзия произошла фонетическая замена: зияние (стечение гласных) упростилось, и финаль превратилась в -ия. В результате исходное «Илюзин» переосмыслилось как «Илюзия» — фамилия стала звучать как абстрактное понятие, хотя по сути означает «сын Илюзи» (то есть Ильи).

Географически фамилия встречается крайне редко, преимущественно в центральных и южных регионах России. В дореволюционных переписях она могла записываться вариативно: Илюзин, Илюзья, Илюзия. В советское время написание закрепилось в современном виде, возможно, из-за ошибки писаря или сознательного выбора носителей — фамилия звучала необычно, но благозвучно.

Родственные фамилии того же корня — Ильин (самая распространённая), Илюшин, Илюхин, Илюшечкин. Илюзия стоит в этом ряду особняком: если Ильин прямо указывает на отца Илью, то Илюзия — на его уменьшительное прозвище Илюзя, которое могло закрепиться за конкретным человеком в сельской общине. Сословно предки носителей фамилии скорее всего были крестьянами или мещанами — фамилии на -ин редко встречались у дворянства.

Итак, за кажущейся «иностранностью» Илюзии скрывается обычная русская отчество от имени Илья, прошедшая через цепочку народных уменьшительных форм и одну орфографическую трансформацию.