Фамилия Михлюева образована по одной из самых распространённых в русской ономастике моделей: от мужского имени или прозвища с помощью суффикса -ев (фонетический вариант -ов после мягкого согласного). Основа здесь — Михлюй, а суффикс указывает на принадлежность: «чей?» — Михлюев, то есть потомок человека по имени или прозвищу Михлюй.

Самое вероятное объяснение корня — разговорная форма крестильного имени Михаил. В русской народной традиции это имя давало множество уменьшительных и обиходных вариантов: Михей, Михал, Михля, Михлюк, Михлюй. Суффикс -юй в имени Михлюй характерен для северных и центральных говоров, где так образовывали ласкательные или пренебрежительные формы (ср. Андрюй, Иванюй). Таким образом, Михлюй — это «маленький Михаил» или, возможно, прозвище человека, которого в быту звали сокращённо.

Есть и вторая, менее распространённая версия. В некоторых диалектах слово «михлюй» могло означать «разиня», «простофиля» или «медлительный человек». Такие прозвища по характеру или поведению давали охотно, и они закреплялись за родом. Если это так, то фамилия Михлюева — от прозвища, а не от имени. Какой вариант верен для конкретной семьи, без генеалогического исследования не узнать, но первая версия (от имени) встречается чаще.

Географически фамилия Михлюева редкая. По данным современных справочников, она встречается в основном в Поволжье и на Урале, что косвенно подтверждает её крестьянское происхождение: в этих регионах фамилии на -ев/-ов массово закреплялись за бывшими государственными и помещичьими крестьянами после отмены крепостного права. Суффикс -ев, а не -ин, указывает, что основа оканчивалась на мягкий согласный или й.

Сравните с однокоренными фамилиями: Михеев (от Михей), Михалёв (от Михаль), Михлюков (от Михлюк). Все они — варианты одного гнезда, но Михлюева выделяется редкостью и более архаичной формой имени. В дореволюционных метрических книгах такую фамилию можно найти в записях о крестьянах Симбирской, Самарской или Вятской губерний.

Сегодня носители фамилии Михлюева живут в России и странах бывшего СССР. Фамилия не имеет дворянского происхождения и не связана с известными историческими родами — это типичная «фамилия-отчество», за которой стоит конкретный человек, живший, скорее всего, в XVII–XVIII веках и носивший имя или прозвище Михлюй.