Фамилия Дмитиева — вариант, который встречается реже, чем привычные Дмитриев, Дмитров или Дмитриевский. Она образована от канонического мужского имени Дмитий (разговорная форма от Дмитрий), а точнее — от его простонародного варианта Дмит. Суффикс -ев указывает на принадлежность: «сын Дмития» или «человек из семьи Дмитиевых».

В основе фамилии лежит греческое имя Димитрий, означающее «посвящённый Деметре» — богине земледелия и плодородия. Однако в русской крестьянской и мещанской среде имя Дмитий или Дмит бытовало как самостоятельное, без отсылки к античной мифологии. Фамилия Дмитиева — женская форма, но по происхождению она не отличается от мужской: предок носительницы фамилии мог быть Дмитием или Дмитом.

Словообразовательная модель здесь простая: основа Дмит- + суффикс -ев. В отличие от фамилий на -ин (Дмитрин), которые образовывались от основ на -а/-я, суффикс -ев типичен для имён, оканчивающихся на мягкий или твёрдый согласный. Поэтому Дмитиева — ровесница таких распространённых фамилий, как Иванов или Петров, но с более редкой основой.

Географически фамилия Дмитиева тяготеет к южнорусским и центральным регионам — Курской, Воронежской, Тульской губерниям, где имя Дмитий в XIX веке фиксировалось в метрических книгах. В северных областях её почти не встречали, там предпочитали форму Дмитриев.

Ошибочно считать, что Дмитиева — это опечатка или искажение. Это самостоятельная фамилия, возникшая в живой речи: люди говорили «Дмитий», а не «Дмитрий», отсюда и написание. В переписях и ревизских сказках такие варианты нередко записывали со слуха, закрепляя местное произношение.