Фамилия Милешко образована от прозвища или нецерковного имени Милеш. В его основе лежит общеславянский корень мил-, родственный прилагательному «милый» — любимый, дорогой, желанный, а также нежный и кроткий. Такие имена-обереги с корнем мил- были широко распространены у славян: родители надеялись, что ребенок вырастет добрым и уживчивым, или же вкладывали в имя пожелание, чтобы его любили окружающие.

Суффикс -еш- в основе указывает на древнюю, еще двучленную модель славянских имен, где к корню присоединялся уменьшительно-ласкательный формант. Подобные формы встречаются у многих славянских народов: Милеш, Милош, Милен, Милан. Позже прозвище Милеш, изначально присоединенное к наследственному имени, полностью заменило его как в повседневной жизни, так и в официальных документах.

Сама фамилия Милешко имеет белорусско-украинское происхождение. Формант -ко здесь — типичный уменьшительный суффикс, который в восточнославянской традиции закрепился в фамилиях как указание на родство. Поэтому Милешко буквально понималось как «сын Милеши»: так называли детей, внуков или младших родственников человека по имени Милеш. Со временем это отчество застыло и передавалось уже как наследственная фамилия, закрепившись за потомками.

Интересно, что фамилия могла возникнуть независимо в разных регионах — на землях современной Беларуси, Украины и в южнорусских областях, куда активно переселялись выходцы с этих территорий. В польской традиции встречается аналогичная фамилия Mileszko, что подтверждает общность корней. При этом в русском написании фамилия сохранила белорусскую огласовку с мягким согласным и конечным -ко, тогда как в украинском варианте могла бы звучать как Милішко или Милешко.

Сегодня фамилия Милешко встречается преимущественно в Беларуси, на западе Украины и в России, куда она попала в ходе миграций XIX–XX веков. Носители фамилии — потомки тех самых Милешей, чье имя когда-то звучало как ласковое обращение к любимому ребенку.