Фамилия Митюряев относится к пласту русских фамилий, образованных от уменьшительных форм личных имён. В её основе лежит имя Митюря — одна из просторечных форм канонического имени Дмитрий. Такие «домашние» варианты, как Митя, Митюха, Митяй, Митюня, Митюря, были широко распространены в крестьянской и посадской среде: полное церковное имя звучало слишком торжественно для повседневной речи. Отчество от этой формы — Митюрин сын — со временем закрепилось как фамилия, пройдя стандартный для русского языка путь: суффикс -ев (после мягкого согласного р) заменил окончание отчества.

Словообразовательная модель здесь та же, что и у множества других фамилий: основа (усечённое или уменьшительное имя) плюс притяжательный суффикс, указывающий на родство. Митюряев буквально означает «потомок Митюри». Интересно, что именования, построенные по такому же принципу, широко представлены в ономастике восточных, западных и южных славян — у каждого народа находились свои уменьшительные формы Дмитрия, которые давали жизнь новым фамилиям. Это лишний раз подтверждает: фамилии возникали от личного прозвища или от имени — христианского или языческого, — и Митюряев здесь не исключение.

Суффикс -ев, а не более частотный -ов, указывает на то, что в основе лежала форма на мягкий согласный или на -й. В данном случае — на -ря, что характерно для народной традиции имяобразования: Митюря, как и Степуря, Гришуря, Костюря, звучало ласково и одновременно фамильярно. Такие имена не фиксировались в документах официально, но жили в устной речи, а затем переходили в фамилии, сохраняя для нас память о том, как звали предка в быту.

География фамилии неоднородна: встречается она и в центральных русских областях, и в Поволжье, где фамилии на -ев вообще более типичны из-за местных говоров. Впрочем, точной привязки к одному региону у Митюряевых нет — расселение носителей шло вместе с общими миграционными процессами. Заметной фигурой в истории фамилии она не стала: в дореволюционных справочниках Митюряевы не значились среди дворянских родов, что косвенно подтверждает их происхождение из крестьянской или мещанской среды.

Отдельного внимания заслуживает вариант написания с одной «р» — Митюряев, а не Митюрев. Двойная «р» здесь не случайна: она отражает твёрдость произношения в диалектах, где имя Митюря звучало как Митюрря. Однако в современном написании закрепился именно вариант с одной «р», и он считается нормативным. Встречающиеся в документах искажения — Митюрин, Митюров — относятся к другим, параллельным ветвям того же именного гнезда.