Фамилия Милобог — один из самых наглядных примеров «говорящих» русских фамилий, образованных от личного имени-композита. В основе лежит славянское двусоставное имя Милобог, которое в древности давали ребёнку с пожеланием, чтобы он был «мил богам» или «милостью божьей». Такие имена (Добромир, Любомир, Ратибор, Святополк) были распространены у всех славянских народов до христианизации, а позже сохранялись как мирские, нецерковные прозвища.

Суффикс -ов указывает на типичную восточнославянскую модель: Милобог → Милобогов → со временем окончание стянулось до Милобог. В русском языке фамилии на -ов чаще всего носили крестьяне и мещане, но в данном случае важно другое: имя Милобог не встречается в святцах, значит, фамилия могла появиться только в среде, где ещё жила память о дохристианских именах, — на севере или в старообрядческих общинах.

Слово «мил» в древнерусском означало не только «приятный, дорогой», но и «милующий, сострадательный». Второй корень — «бог» — в именах такого типа не обязательно относился к христианскому Богу; в языческую эпоху это могло быть обращение к родовым божествам или даже к конкретному племенному покровителю. Поэтому Милобог — это не «любимец Бога» в современном богословском смысле, а скорее «тот, кто угоден высшим силам».

Географически фамилия редкая. По данным переписей, основные очаги — Тверская и Новгородская области, что косвенно подтверждает версию о её северном происхождении. Встречается также у поляков (Milibóg) и чехов (Miloboh), но в русском контексте она почти наверняка исконная, а не заимствованная.

С точки зрения социальной истории, носители фамилии Милобог в XIX веке — это в основном государственные крестьяне и однодворцы. Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано, что логично: двусоставные имена в среде знати вышли из употребления раньше, чем в народной среде.