Фамилия Милютичева образована от мужского прозвища или имени Милютич. Суффикс «-ич» в русской традиции указывал на отчество: Милютич — сын Милюты. Основа «Милюта» — это уменьшительная форма от канонического имени Емилиан (в просторечии Милиан, Миляй) или от славянского имени Мил (с корнем «мил-»). В любом случае, имя несло значение «милый», «любимый». Таким образом, Милютичев — буквально «потомок Милютича».

Ключевая особенность фамилии — суффикс «-ичев» вместо более привычных «-ов» или «-ев». Такая модель характерна для древних русских фамилий, образованных от отчеств на «-ич». В XV–XVII веках так называли детей боярских и служилых людей в северных и центральных уездах России, особенно в Новгородской и Псковской землях, где притяжательные формы на «-ичев» держались дольше. Позже, в XVIII–XIX веках, многие такие фамилии «обрусели» до «-ов» (Милютинов), но вариант Милютичев сохранился как реликт старой традиции.

Женская форма Милютичева — это не отдельная фамилия, а грамматическое изменение мужской фамилии Милютичев применительно к замужней женщине или дочери. В современном русском языке фамилия склоняется по падежам: нет Милютичевой, дать Милютичевой.

Географически фамилия встречается в основном в Центральной России, особенно в Тверской, Ярославской и Московской областях. Это объясняется тем, что в этих регионах сохранилась старая ономастическая модель. Носители фамилии в прошлом, скорее всего, принадлежали к крестьянскому или мещанскому сословию, так как дворянские роды с таким окончанием редки и, как правило, фиксируются в родословных книгах под другой формой.

Спорных версий происхождения у фамилии немного. Можно предположить связь с диалектным словом «милюта» (неженка, любимец), но это лишь расшифровка того же корня. Версия о тюркском или финно-угорском происхождении маловероятна: основа «мил-» однозначно славянская, а суффикс «-ич» — типично восточнославянский.