Прозвище «Муромец» связано с географическим происхождением героя: суффикс «-ец» в русском языке обычно обозначает человека, происходящего из места, так что «Муромец» буквально = «тот, кто из Мурома» (города/окрестностей Мурома). В былинах Илья представлен как крестьянин/пастух из окрестностей Мурома, поэтому получил такое прозвище.
Есть и вторичные варианты толкования: корень «мур(‑)» иногда связывают с диалектным значением «тёмный/смуглый» или с возможными заимствованиями из тюркских языков, но доминирующая и наиболее простая версия — местное происхождение.