Фамилия Митреев — один из тех случаев, когда за привычным русским окончанием скрывается корень, ведущий к греческому имени. Основа здесь — каноническое мужское имя Дмитрий, которое в народной речи часто сокращали до Митрей, Митря, Митра. Суффикс -ев, а не более распространённый -ов, указывает на то, что основа оканчивалась на мягкий согласный или й: Митрей → Митреев. Так что фамилия Митреев означает «сын Митрея», то есть потомок человека, которого в быту звали не полным именем, а его обиходной формой.

В русской ономастике фамилии от имени Дмитрий — одни из самых частых: Дмитриев, Дмитриевский, Митрофанов, Митюшин. Митреев стоит в этом ряду особняком: он образован не от уменьшительного Митя (отсюда Митин, Митяев), а от более редкой формы Митрей. Такая форма бытовала преимущественно в южнорусских и поволжских говорах, где «аканье» и смягчение согласных давали нестандартные варианты церковных имён. Сравните: Митрей вместо Дмитрий — то же самое, что Михей вместо Михаил или Матвей вместо Матфей.

По сословному происхождению Митреевы — скорее всего крестьянская фамилия. В документах XVII–XVIII веков она встречается в переписных книгах Курской, Тамбовской и Воронежской губерний. В дворянских родословных книгах Митреевы не числятся, что косвенно подтверждает: фамилия закрепилась в среде, где фамилии давали по отцу, а не по поместью. Интересно, что в некоторых говорах слово «митрей» могло также означать «растяпа» или «простак» — но это, скорее, позднее переосмысление, а не первичный источник.

Есть и вторая, менее вероятная версия: фамилия могла возникнуть от тюркского имени Митре (встречается у татар и башкир), но тогда окончание было бы -ин, а не -ев. Русская модель Митреев почти наверняка отсылает к православному имениннику. Так что носитель фамилии Митреев может быть уверен: его предок — человек по имени Дмитрий, которого в деревне звали коротко и по-свойски — Митрей.