Фамилия Миелова — женская форма мужской фамилии Миелов. В основе лежит прозвище или нецерковное имя Миел, которое, скорее всего, является вариантом просторечного имени Михаил (в диалектах «Михайло» могло звучать как «Михейло», «Миел»). Такая модель — стяжение полного имени до двух-трёх слогов — типична для русских фамилий (ср. Макеев от Макей, Фокеев от Фока). Суффикс -ов указывает на принадлежность: «Миелов» буквально означает «сын Миела» или «из рода Миела».

Менее вероятна, но возможна связь с диалектным словом «миелый» — так в некоторых говорах называли человека миловидного, приятного, ласкового. В этом случае фамилия образована от прозвища по характеру. Однако первая версия — от имени — надёжнее, так как в русской ономастике фамилии от сокращённых форм канонических имён встречаются гораздо чаще, чем от прилагательных, не зафиксированных в письменных источниках.

Фамилия редкая. В дореволюционных метрических книгах и ревизских сказках она почти не встречается, что говорит о её локальном бытовании — вероятно, в среде крестьян или мещан центральных или северных губерний России. Массового распространения Миеловы не получили, поэтому сегодня фамилия остаётся малочисленной и не имеет известных носителей в истории или культуре.