Фамилия Милиумерова — редкая, её основа сразу бросается в глаза: «миллионер». Скорее всего, перед нами не прозвище по реальному богатству, а уличное, шутливое или ироничное именование. В русских деревнях и слободах могли дать прозвище Миллионер человеку, который мечтал разбогатеть, хвастался, жил не по средствам или, наоборот, был настолько беден, что это звучало как насмешка. Форма Милиумеров (с «у» вместо «о») — это народное, диалектное произношение: «милиунер» вместо литературного «миллионер». Такая замена гласного и упрощение двойного «л» типичны для живой речи, особенно в южнорусских и среднерусских говорах.

Суффикс -ов указывает на типичную русскую патронимическую модель: Милиумеров — сын Милиумера (или Милиумера — прозвище отца). Женская форма Милиумерова, соответственно, означает «дочь» или «жена» Милиумерова. Фамилия могла возникнуть в крестьянской или мещанской среде не позднее XVIII–XIX веков, когда прозвища активно переходили в наследственные фамилии. В дворянской среде такое имя-прозвище почти не встречалось — слишком оно бытовое и непафосное.

В словарях русских фамилий (например, у Б. Унбегауна или В. Никонова) эта фамилия не фигурирует как распространённая, что подтверждает её локальный и относительно поздний характер. Однокоренные варианты — Миллионеров, Милионеров — тоже встречаются редко, но Милиумерова выделяется именно фонетическим обликом. Если в роду сохранилось предание, что предок был зажиточным, то, скорее всего, прозвище дали с иронией: настоящий миллионер вряд ли получил бы такую фамилию — для богатых крестьян и купцов были типичны фамилии по имени отца или по профессии, а не по уровню дохода.

Географически фамилия тяготеет к регионам, где в XIX веке было сильно влияние городского просторечия и где слово «миллионер» вошло в обиход не через книги, а через устную речь — например, Поволжье, Урал, юг России. Точных данных о сословной принадлежности нет, но по модели образования и смысловой окраске — это крестьянская или мещанская фамилия, без признаков духовного или дворянского происхождения.