Фамилия Митроков — один из тех случаев, когда за привычным «крестьянским» суффиксом -ов кроется неочевидная основа. Вопреки первому впечатлению, она не связана с именем Дмитрий (от которого пошли Митрофановы и Митрохины). Её ядро — редкое каноническое имя Митрофан, но с усечением основы.

Разберём словообразовательную цепочку. Полное имя Митрофан (греч. «явленный матерью») в бытовой речи сокращали до Митрок — по той же модели, что Трофим дал Трошку, а Пантелей — Пантюху. Суффикс -ок здесь не уменьшительный, а разговорно-упрощающий, как у фамилий Тишков (от Тихон) или Козлоков (от Козьма). Затем к прозвищу Митрок добавили стандартный русский суффикс принадлежности -ов, получив отчество: «чей сын? — Митроков». То есть Митроков буквально означает «потомок Митрока», а Митрок — это Митрофан, только в уличной, домашней форме.

Географически фамилия тяготеет к центральным и южнорусским областям. В переписях XIX века Митроковы встречаются в Тульской, Рязанской и Тамбовской губерниях — в зоне, где имя Митрофан было особенно популярно благодаря святому Митрофану Воронежскому. Предки носителя фамилии, скорее всего, были государственными или помещичьими крестьянами, реже — однодворцами. Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано, что неудивительно: усечённые формы имён в качестве фамильной основы — признак простонародной среды.

Стоит отметить, что фамилия Митроков могла возникнуть и без промежуточного прозвища — напрямую от имени Митрок как отчества. В документах XVII–XVIII веков встречаются записи «Митрок Иванов сын», где Митрок — уже самостоятельное нецерковное имя, данное при рождении. Такая практика была распространена в среде, где полное имя Митрофан считалось слишком длинным и книжным.

В написании фамилии возможна вариативность: в старых метриках можно найти Митраков (с «а» во втором слоге — под влиянием акающего произношения), но форма Митроков закрепилась как нормативная. Единокровные фамилии того же корня — Митрофанов, Митрохин, Митрошин, Митрюков — все они восходят к одному источнику, но Митроков стоит особняком из-за редкого суффикса -ок, который в фамилиях встречается гораздо реже, чем -ох или -ош.