Фамилия Дмитревы — один из вариантов отчества от имени Дмитрий. В основе лежит крестильное имя Дмитрий (греч. Δημήτριος — «посвящённый Деметре», богине земледелия). Потомка человека с таким именем на Руси называли «Дмитрев сын», а затем это прозвище закрепилось за всей семьёй.

Здесь работает простая модель: к основе имени (Дмитр-) добавили притяжательный суффикс -ев, указывающий на принадлежность («чей?» — Дмитрев). Такая модель — одна из самых распространённых в русской антропонимии. Важно, что в фамилии Дмитрев нет буквы «и» после «т» — это не ошибка, а следствие старого народного произношения, где «Дмитрий» звучало как «Дмитрей». Поэтому фамилия Дмитревы стоит в одном ряду с Дмитриевыми, Дмитровыми и Дмитраковыми, но отличается именно историческим усечением имени.

Найти точное место и время появления этой фамилии сложно — процесс превращения отчества в наследственную фамилию шёл несколько столетий, с XV по XVII век, и мог независимо возникнуть в разных регионах. Однако есть одна любопытная деталь: суффикс -ев, а не -ов, чаще встречается в северных и центральных областях России, где в говорах после мягких согласных закрепился именно -ев. Это значит, что предки Дмитревых, скорее всего, жили не на юге или востоке, а где-то в полосе от Новгорода до средней Волги.

По сословному составу Дмитревы не привязаны к какому-то одному кругу. Фамилия встречалась и среди крестьян, и среди священников, и в купечестве — имя Дмитрий было одним из самых популярных на Руси, поэтому отчества от него возникли повсеместно. Никакой особой редкости или аристократического оттенка у этой формы нет, но именно в ней сохранился звук живой разговорной речи, которая не знала книжного «Дмитрий».