Фамилия Миттрофанов — яркий пример того, как орфографическая случайность может закрепиться в документе и породить целый род. С точки зрения происхождения, это та же фамилия, что и более привычная Митрофанов. Разница лишь в двойной букве «т», которая возникла, скорее всего, из-за ошибки писаря или под влиянием греческого написания имени (в греческом Μητροφάνης действительно есть двойная согласная, хотя по-русски она не удваивалась). В результате часть носителей получила редкую, но юридически закреплённую форму фамилии.

Основа фамилии — каноническое мужское имя Митрофан. В переводе с греческого оно означает «явленный матерью», что указывало на ребёнка, рождённого по молитвам или после обета. Суффикс -ов — типичный патронимический: «чей?» — Митрофанов, то есть сын или потомок человека по имени Митрофан. В крестьянской среде фамилии на -ов часто давали по имени отца, поэтому предок носителя фамилии, вероятно, звался Митрофаном, и это имя перешло в фамильное прозвание.

Географически фамилия Миттрофанов (именно с двойной «т») встречается реже, чем Митрофанов, и тяготеет к центральным и южным губерниям России. Встречаются и варианты с одной «ф» — Митрофанов, что тоже нормально для народной этимологии. Двойная «т» не меняет ни значения, ни социального происхождения: это типичная русская фамилия, которая могла принадлежать и крестьянам, и мещанам, и духовенству (имя Митрофан было популярно среди священников, особенно после канонизации святителя Митрофана Воронежского).

Словообразовательная модель проста: корень Митрофан- + суффикс -ов. Ударение, как правило, падает на третий слог: Миттрофа́нов. В дореволюционных метрических книгах можно встретить написание «Митрофановъ» или «Миттрофановъ», и двойная «т» там — не редкость, а скорее признак грамотности писаря, знавшего греческий оригинал. Таким образом, носитель фамилии Миттрофанов может с полным правом считать себя обладателем редкой орфографической версии, которая, в отличие от массовой, сохранила следы книжной традиции.