Фамилия Митясев образована от имени или прозвища, которое в обиходе звучало как Митяс или Митяса. Основа здесь — краткая форма имени Дмитрий, а именно Митя. В русской народной традиции к основе «Мит-» могли добавлять разные суффиксы, придававшие имени ласкательный или обиходный оттенок: Митяха, Митяша, Митюха, Митюня. Форма Митяса — одна из таких производных, характерная для говоров, где суффикс «-ас» (или «-яс») использовали для образования имён и прозвищ. Например, по той же модели возникли фамилии Тарасов (от Тарас), Власов (от Влас), но в случае с Митясом суффикс прирос к уменьшительной основе, а не к полному имени.

Суффикс «-ев» в фамилии указывает на типичную модель русских фамилий-притяжательных прилагательных: «чей?» — Митясев, то есть сын или потомок Митясы. Фамилия закрепилась в формах, которые могли варьироваться в документах: встречаются написания Митясев, Митясов, а также Митясёв (с буквой «ё» под ударением, что могло влиять на произношение). Географически фамилия редкая, с заметным скоплением в Поволжье — в частности, в Самарской, Ульяновской областях и в Мордовии. Это может указывать на то, что предки носителей фамилии были выходцами из крестьянской среды этих регионов, где форма Митяса бытовала как разговорное имя.

Словообразовательная модель с суффиксом «-ас» интересна тем, что она встречается реже, чем стандартные «-ин» или «-ов», и часто связана с диалектной или просторечной традицией. В отличие, скажем, от фамилии Митяев (от Митяй), Митясев сохранила более архаичный суффикс, который в современном русском языке почти не используется для образования новых имён. Если рассматривать версию происхождения не от имени, а от прозвища, то Мясом или Митясом могли прозвать человека, имевшего отношение к мясу — мясника, торговца, — но эта гипотеза менее убедительна: прямое прозвище «Мяс» или «Митяс» не зафиксировано в источниках, а форма Митяса слишком близка к имени Дмитрий. Поэтому основная версия — от имени, и фамилия Митясев стоит в одном ряду с такими же редкими образованиями, как Витясев (от Витя), Колясев (от Коля).