Фамилия Милинцев — редкий случай, когда географическая привязка оказывается едва ли не важнее, чем значение корня. Носители этой фамилии почти наверняка происходят с юга России или Украины, а именно — из региона, где топоним «Милинцы» встречается в качестве названия села. Наиболее известное такое село — Милинцы, существовавшее на территории современной Черновицкой области (историческая Буковина). Если предок был выходцем оттуда, фамилия образована по модели «житель села такого-то»: Милинцы → Милинец → Милинцев. Суффикс -ец указывал на принадлежность к месту, а окончание -ов добавилось уже при русификации фамилии, когда переселенцы оказывались в среде с великорусской патронимической нормой.

Однако есть и вторая, более прозрачная версия, которую поддерживают ономасты, работающие с украинским фамильным фондом. Основа «милин» может восходить к диалектному украинскому слову «милий» — милый, любимый. В таком случае Милинцев — это патроним от прозвища Милинец, которое давали ласковому, приятному в общении человеку. Суффикс -ец здесь выступает как уменьшительно-ласкательный или как указатель на носителя качества (ср. «красавец», «удалец»). Фамилия тогда встраивается в ряд однокоренных: Милин, Милютин, Миляев, но с характерным южнорусским или украинским суффиксом.

Словообразовательная модель Милинцев (основа на -ец + типичный русский суффикс -ев) выдаёт в фамилии «гибрид»: украинская или западнорусская основа с последующей адаптацией под общероссийский стандарт. Это отличает её, скажем, от фамилии Милин — чисто русского патронима от имени Мила (уменьшительное от Милан, Милий, Милонег) с суффиксом -ин. У Милинцев же нет «мягкой» основы, требующей -ин, потому что исходное слово заканчивалось на твёрдый согласный (Милинец), и потому присоединили -ев.

В дореволюционных метрических книгах фамилия почти не встречается за пределами Подольской, Волынской и Бессарабской губерний. Среди сословий доминировали крестьяне и мещане; дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано. В современной России Милинцевы чаще всего живут в Краснодарском крае и Ростовской области — что логично: это регионы активного переселения малороссов в XIX–XX веках.

Если выбирать между версиями, топонимическая выглядит убедительнее: слишком уж конкретно село Милинцы ложится в схему, а прозвище «Милинец» нигде больше как распространённое не зафиксировано. Но окончательный ответ даст только семейная история — если предки точно с Буковины, то фамилия «географическая», а если из Полтавщины или Черниговщины, то скорее прозвищная.