Фамилия Милов (а также её формы Милова, Миловы) ведёт начало от личного прозвища Милый. Основа здесь — общеславянский корень «мил-», тот же, что в прилагательном «милый». Прозвище это было не ироничным, а вполне серьёзным: так могли назвать человека приятной наружности, доброго нравом или ласкового в общении. В старину подобные именования не были редкостью — рядом с Милым в документах встречаются и Добрыня, и Любим, и Ждан, и все они описывали человека через его отношение к окружающим.

Словообразовательная модель проста и типична для восточнославянских фамилий: к основе прозвища добавили патронимический суффикс -ов, который указывал на принадлежность потомку. То есть Милов буквально означает «сын Милого», а со временем закрепился как наследственная фамилия. Такая схема — самая массовая в русском ономастиконе, поэтому точное время и место возникновения фамилии Милов установить сложно: подобные фамилии независимо друг от друга могли появиться в разных регионах в XV–XVII веках, когда шёл активный процесс формирования родовых имён.

Впрочем, у фамилии есть и менее очевидная версия происхождения, которую не стоит сбрасывать со счетов. В некоторых говорах «милый» употреблялось и как обращение к возлюбленному, и как ласковое имя для ребёнка. Не исключено, что в отдельных случаях прозвище Милый закреплялось за младшим, любимым сыном в семье — как своего рода домашнее имя, которое потом перешло в официальный документ. Эта гипотеза не противоречит основной, а лишь уточняет, в какой среде могло возникнуть прозвище.

Родственными Милову будут фамилии Милёв, Милин, Милков, а также менее частые Милютин и Милованов. Все они выросли из того же корня, но с разными суффиксами и вариациями основ. Например, Милёв указывает на более мягкую, уменьшительную форму прозвища, а Милованов — на отчество от имени Милован.

Сегодня фамилия Милов встречается по всей России без ярко выраженной региональной привязки, что тоже говорит о её древности и повсеместном распространении. Это не редкая и не локальная фамилия, а типичный памятник славянской культуры, в котором сохранилось ласковое, тёплое слово, которым предки награждали человека за душевные качества.