Фамилия Димтриев — один из тех случаев, когда написание отклонилось от привычного звучания, но сохранило связь с первоисточником. В основе лежит каноническое имя Димитрий (церковная форма), которое в бытовой речи закрепилось как Дмитрий. Фамилия образована по стандартной патронимической модели: к полной форме имени добавили суффикс -ев (после мягкого согласного), указывающий на принадлежность: «сын Димитрия». Вариант с буквой «и» в первом слоге — архаичный, но не ошибочный: он отражает старую книжную традицию, когда имя писали через «и» (от греческого Δημήτριος — «посвящённый Деметре»).

Словообразовательная модель проста, но редка в повседневном употреблении. Большинство носителей фамилии сегодня пишутся как Дмитриевы — через «т» без первого «и». Форма Димтриев встречается заметно реже и может указывать на несколько вещей: либо на фиксацию в документах диалектного произношения (где «и» выпадало или заменялось), либо на сознательное удержание церковнославянского варианта имени при записи фамилии в XIX веке. В ономастических справочниках, например у Б. Унбегауна, такие расщепления отмечаются как естественное следствие разницы между книжной и разговорной традицией.

Географически фамилия Димтриев не привязана к одной области — её рассеянный ареал типичен для фамилий, образованных от популярного имени. Однако по частоте она уступает форме Дмитриев, что говорит о более поздней или локальной фиксации. В списках однодворцев и крестьян центральных губерний (Тульской, Рязанской) иногда встречаются «Димтриевы» — как результат записи на слух писцом, привыкшим к церковному произношению.

Социальный контекст: фамилия принадлежит к числу «семейных прозваний» второй волны, когда в XVIII–XIX веках крестьяне и мещане массово получали фамилии по имени отца. Приставка «-ев» вместо «-ов» здесь не меняет смысла — она лишь фонетический вариант после мягкого согласного. Таким образом, предки носителей фамилии Димтриев с высокой вероятностью были людьми незнатного происхождения, а сама фамилия — не дворянская, а народная, хотя и сохранившая в написании налёт книжности.