Фамилия Мителёва образована от прозвища или имени, которое в основе своей восходит к просторечной форме канонического имени Дмитрий — Митя. Уменьшительно-ласкательные варианты Митёля, Митёха, Митяй дали начало целому гнезду родственных фамилий: Митенёв, Митюков, Митин, Митяев. Ваша фамилия — одна из них, но с характерным суффиксом -ёв, который указывает на принадлежность: Мителёв буквально значит «сын Мители».

Разберём словообразовательную модель. Основа — Митя, к которой добавили экспрессивный суффикс -ёл(я), придающий имени ласковый или шутливый оттенок. Такая модель типична для народной речи: подобным образом из имён возникали прозвища вроде Ванёля, Петёля. Затем от прозвища Митёля через притяжательный суффикс -ев образовали фамилию. Форма Мителёва — женская, а мужской вариант пишется как Мителёв.

Именования, образованные по той же модели, широко представлены в ономастике восточных, западных и южных славян. Это не случайно: славянские фамилии возникали от личного прозвища или от имени — христианского или языческого. В данном случае мы имеем дело с христианским именем Дмитрий, которое после крещения Руси стало одним из самых распространённых. Однако в быту церковную форму почти не использовали, заменяя её короткими домашними вариантами. Именно такие обиходные имена, а не полные, чаще всего закреплялись в фамилиях простых людей — крестьян и посадских.

Суффикс -ёв, а не -ов, указывает на мягкую основу: Митёля, Митё. В письменных источниках фамилию могли записывать по-разному — Мителев, Мителёв, а в женском роде путаница с ударением и буквой «ё» встречается до сих пор. Часто «ё» в документах заменяли на «е», поэтому не удивляйтесь, если в старых метрических книгах встретите написание Мителева.

Региональная привязка у фамилии слабая: она встречается там, где жили носители имени Митя, то есть практически по всей территории России. Но чаще — в центральных областях и Поволжье, где фамилии на -ёв от уменьшительных имён особенно типичны. Сословно это почти наверняка крестьянская или мещанская фамилия: дворянские роды обычно брали формы от полных имён или от прозвищ с иной морфологией.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями, Мителёв выделяется редкостью. Митенёв, Митин, Митюшин встречаются чаще. Причина в том, что промежуточная форма Митёля прижилась не везде — в одних говорах предпочитали Митяй, в других Митюха. Так что ваша фамилия — свидетельство живого народного словообразования, сохранившего редкий вариант имени в неизменном виде.