Фамилия Мелитонов — нечастая и внешне прозрачная, но с изюминкой. Её основа лежит на поверхности: греческое имя Мелитон (Μελίτων), которое в переводе означает «медовый», «сладкий как мёд». Это имя носил один из раннехристианских святых — Мелитон Сардийский, живший во II веке. Но есть и вторая, бытовая версия, которую не стоит сбрасывать со счетов.

В русской традиции фамилии на -ов образуются от имён или прозвищ, оканчивающихся на твёрдый согласный. Мелитонов — значит «сын Мелитона». Однако в дореволюционных записях можно встретить варианты Мелитон и Милитон, и здесь важен контекст. В народной среде имя Мелитон могло переосмыслиться как производное от слова «мелитон» — так в некоторых говорах называли мелкую рыбу, плотву или уклейку. Прозвище Мелитон мог получить рыбак или человек с невысоким, худощавым телосложением.

Ключевая деталь, отличающая эту фамилию от десятка других на -ов, — её географическая приуроченность. Мелитоновы — почти исключительно жители юга России и Поволжья, где было сильно влияние греческой культуры и где имя Мелитон встречалось в крестьянской среде значительно чаще, чем в центральных губерниях. Встретить Мелитонова в архангельских или сибирских метриках — редкость.

С точки зрения словообразования фамилия относится к типу «календарных» — от крестильного имени, вошедшего в святцы. Но в отличие от распространённых Ивановых или Петровых, Мелитонов сохранил связь с редким греческим именем, которое в России почти вышло из употребления уже к концу XIX века. Так что носитель фамилии Мелитонов с высокой вероятностью происходит из семьи, где предок был назван в честь святого Мелитона, и фамилия закрепилась в том регионе, где греческая письменная традиция была сильнее, чем в среднерусской полосе.

Вторая версия — прозвищная — менее вероятна, но не отбрасывается полностью: в некоторых южнорусских говорах «мелитон» означало не только рыбу, но и вообще что-то мелкое, незначительное. Однако в контексте фамилии, которая фиксируется в церковных книгах именно как отчество, первая версия — от имени — выглядит убедительнее. Спорных гипотез здесь нет: обе версии рабочие, но основная — греческое имя.