Фамилия Митюхляев образована от имени собственного и относится к распространенному типу русских фамилий. Основой фамилии Митюхляев послужило церковное имя Дмитрий. Имя Митюхляй представляет собой просторечный вариант церковного имени Димитрий (Дмитрий). Это имя имеет греческое происхождение и переводится как «принадлежащий Деметре». Таким образом, потомок человека, обладающего именем Митюхляй, со временем получил фамилию Митюхляев. О точном месте и времени возникновения фамилии Митюхляев в настоящее время говорить сложно, поскольку процесс формирования фамилий был достаточно длительным. Тем не менее, фамилия Митюхляев представляет собой замечательный памятник славянской письменности и культуры.