Фамилия Милюшова образована от мужского имени или прозвища Милюш. Это имя — производная форма от одного из календарных имён: Милий (от латинского «miles» — воин), Емилиан (греческое «ласковый») или, что вероятнее, от славянского имени Мил, Мила (с корнем «мил-» в значении «милый, любимый»). Суффикс -юш- в русской народной традиции — уменьшительно-ласкательный: Милюш — это «маленький Мил» или «ласковое обращение к Милу». Такие формы были распространены в быту, особенно в крестьянской и посадской среде, где полные церковные имена часто заменяли домашними прозвищами.

Фамилия закрепилась в форме притяжательного прилагательного с суффиксом -ов-: Милюшов — «сын Милюша». Окончание -а указывает на женскую ветвь рода или принадлежность к семье в современном русском словоупотреблении. По модели образования фамилия типична для центральных и северных регионов России, где суффикс -ов доминировал над -ин.

Однокоренные фамилии — Милютин, Милюков, Милов, Милошевский — все восходят к той же основе «мил-». Но Милюшова стоит особняком: её основа с суффиксом -юш- встречается реже, что указывает на локальное бытование прозвища. В документах XVII—XVIII веков Милюши нередко упоминаются среди крестьян и однодворцев южных уездов, хотя точных данных о географии фамилии до переписей XIX века нет.

Если исходить из значения корня, предки носительницы фамилии вполне могли быть людьми, которых в округе называли ласково — Милюш, то есть «милый человек». Прозвище могло закрепиться за добродушным или любимым в семье ребёнком, а затем перейти в фамилию без изменений. Никакой связи с ремёслами или сословием в данном случае не прослеживается — это чисто именная, «патронимическая» фамилия, каких в России большинство.