Фамилия Милибарова — женская форма мужской фамилии Милибаров. Её основа — почти наверняка не славянская, а тюркская или иранская, что делает эту фамилию редкой и географически привязанной. В русском ономастиконе фамилии на -баров часто восходят к тюркскому слову «бар» — «есть, имеется» или к персидскому «бар» — «бремя, груз, плод». Первая часть «мили-» — спорный элемент. Самая правдоподобная версия: это искажённое имя Мирза (персидское «мирза» — «сын эмира, знатный человек») или Мир (арабское «эмир, господин»). В тюркских языках «мирза» могло звучать как «мирзи», а при переходе в русскую речь через диалекты дать «мили». Тогда Милибаров — «сын Мирзы-бара», то есть человека, которого звали Мирза и который имел прозвище Бар (например, «богатый» или «имеющий вес»).

Менее вероятно, хотя и обсуждается в любительской ономастике, что «мили» — это искажённое русское «милый» или «миля» (путевая мера). Но для крестьянской или купеческой среды XVIII–XIX веков притяжение к тюркскому источнику сильнее: фамилии на -баров (Баринов, Барабанов, Мирзабаров) типичны для регионов Поволжья, Приуралья и Кавказа, где русские соседствовали с татарами, башкирами, азербайджанцами. Суффикс -ов указывает на патроним — «чей-то сын», то есть Милибаров — это «сын Милибара». Сама фамилия могла возникнуть у крещёных татар, у русских, взявших прозвище от соседа-мусульманина, или у выходцев из смешанных семей.

Встречаемость фамилии сегодня крайне низкая. В открытых базах данных (например, в телефонных справочниках и списках избирателей) Милибаровы фиксируются в основном на юге России и в Закавказье — в Краснодарском крае, Ростовской области, а также в Азербайджане. Это подтверждает восточную версию происхождения. Носительница фамилии Милибарова могла быть потомком человека с прозвищем Милибар, который либо был «мирзой с весом», либо носил имя Мирза и имел характерную черту, закреплённую второй частью фамилии — «бар» (например, «имеющий силу» или «грузный»). Социальный слой — скорее мещане, казаки или государственные крестьяне, а не дворяне: фамилия не встречается в родословных книгах Российской империи.