Фамилия Димитриев — классический пример русской фамилии, образованной от полной формы крестильного имени. В её основе лежит церковное имя Димитрий (в бытовой речи чаще звучавшее как Дмитрий), которое пришло на Русь вместе с христианством из Византии. Греческое происхождение имени связывают с именем богини земледелия Деметры: «Димитриос» буквально означает «принадлежащий Деметре», «земледелец». Однако для русского православного сознания это имя неразрывно связано не с античной мифологией, а с конкретным святым — Димитрием Солунским.

Святой Димитрий, уроженец греческих Салоник (Солуни), принял мученическую смерть за проповедь христианства. На Руси его почитание началось сразу после Крещения: в Киеве и Владимире в его честь возводили храмы и монастыри. Особую роль в истории сыграла чудотворная икона святого, написанная, по преданию, на доске от его гроба. Накануне Куликовской битвы князь Димитрий Донской торжественно перенёс эту икону из Владимира в Москву. В память о павших воинах была установлена Димитриевская родительская суббота — день, когда и сегодня верующие поминают погибших за Отечество.

Фамилия Димитриев образована по типичной модели «имя + суффикс -ев» (вариант суффикса -ов после мягкой основы). Такую фамилию мог получить либо сын человека по имени Димитрий, либо, что реже, крестьянин, принадлежавший помещику Димитриеву. Важная деталь: написание через «и» в первом слоге (Димитриев, а не Дмитриев) выдают книжное, церковное происхождение фамилии. В среде духовенства и купечества часто стремились сохранить именно такую, «правильную» форму имени, в то время как в крестьянской среде закрепился вариант Дмитриев. Таким образом, фамилия Димитриев указывает не просто на имя предка, а на определённую социальную среду — скорее всего, на семьи, близкие к церкви или старавшиеся следовать строгой традиции написания.