Фамилия Димитряев — относительно редкая, и её происхождение напрямую связано с крестильным именем Димитрий (церковная форма — Дмитрий). В основе лежит просторечная или диалектная форма этого имени — Димитряй. Суффикс -ев (а не более привычный -ов) указывает на то, что фамилия образована от основы, оканчивающейся на мягкий согласный или «й»: Димитряй → Димитряев. Это классическая патронимическая модель, отвечающая на вопрос «чей?»: сын Димитряя.

Интересно, что форма Димитряй — не единственный вариант в народной среде. От того же имени Дмитрий в русских говорах возникали варианты Митряй, Митря, Димша, Димка. Фамилия Димитряев закрепила именно ту форму, которая была распространена в конкретной местности. Скорее всего, носители фамилии происходят из регионов, где «яканье» или специфическое произношение имени было нормой — например, из южнорусских или поволжских областей.

Сам корень имени Димитрий — греческий, от «Деметриос», что значит «посвящённый Деметре», богине плодородия и земледелия. Однако к моменту появления фамилии это значение уже стерлось: имя стало исключительно христианским, одним из самых популярных на Руси благодаря святому Димитрию Солунскому. Поэтому предок-родоначальник Димитряевых с большой вероятностью был человеком, носившим имя Димитрий, но в обиходе его звали именно Димитряем.

Сословной привязки у фамилии нет. Димитряевы могли быть крестьянами, мещанами или духовенством — фамилия не содержит суффиксов, указывающих на дворянство (-ский) или принадлежность к определённому сословию. Единственное, что можно сказать с уверенностью: фамилия сформировалась не ранее XVI–XVII веков, когда патронимы на -ов/-ев начали массово закрепляться в качестве наследственных фамилий.

В написании стоит обратить внимание на двойное «и» в корне: Димитряев, а не Дмитряев. Это редкий случай сохранения полной, почти книжной формы имени в основе фамилии, что отличает её от более частых Дмитриевых, Митяевых или Митряевых.