Фамилия Милюшков образована по модели, типичной для русского севера и центральных областей: суффикс -ов присоединился к основе Милюшк-. В свою очередь, основа Милюшк- — это уменьшительно-ласкательная форма от крестильного имени Емилиан (в русском обиходе — Емельян) или, реже, от Милий. Имя Емилиан восходит к латинскому Aemilius — «соперник» или «ревностный», но в быту оно звучало проще, и от него пошли десятки домашних форм: Миля, Милюта, Милюк, Милюш. Формант -уш- (как в Петруша, Ванюша) придавал имени ласковый, семейный оттенок. Таким образом, Милюш — это «маленький Миля» или «Милюк», а Милюшков — буквально «сын Милюшка» или «потомок Милюша».

В пользу версии с Емельяном говорит широкая распространённость фамилий на Мил- в русских говорах (Милюков, Милютин, Милюшин), которые ономасты традиционно связывают именно с этим именем. Имя Милий встречалось реже, в основном в среде духовенства, и его уменьшительная форма Милюш маловероятна для крестьянской среды, где фамилия и сложилась. Следовательно, предок носителя фамилии Милюшков, скорее всего, был простым человеком, которого в деревне звали Милюш, а его дети пошли по отчеству — Милюшковы.

Географически фамилия тяготеет к северо-западным и центральным регионам России. Встречается в старых писцовых книгах Новгородской и Псковской земель, а также в переписях Вологодской губернии. В XIX веке Милюшковы фиксируются среди государственных крестьян и мещан — никакого дворянского или купеческого следа у этой фамилии нет. Это чисто народная, «мужицкая» фамилия, образованная от ласкового прозвища, которое со временем закрепилось за целым родом.

Интересная деталь: фамилия Милюшков не попала в большинство популярных справочников по русским фамилиям (например, у Б. Унбегауна или В. Никонова её нет), что делает её редкой в письменной традиции, хотя в реальности она не исчезла и встречается до сих пор. Это говорит о том, что фамилия бытовала локально, в пределах одной-двух волостей, и не получила массового распространения через переселения или городскую миграцию.