Фамилия Митютина принадлежит к одной из самых распространённых в русском ономастиконе моделей — с суффиксом -ин. Этот суффикс указывает на принадлежность: Митютина буквально значит «дочь (или жена) Митюти». В основе фамилии лежит мужское личное имя Митюта — уменьшительная форма от Дмитрий. Имя Дмитрий (от греческого Деметриос — «посвящённый Деметре», богине земледелия) было в дореволюционной России одним из самых частых, поэтому и его производных — Дмитриев, Митяев, Митрофанов — огромное количество. Митюта — просторечная, обиходная форма, характерная для северных и центральных говоров, где суффикс -ют- придавал имени ласкательный или фамильярный оттенок.

Географически фамилия Митютина (и её мужской вариант Митютин) тяготеет к Вологодской, Архангельской и Костромской областям. Это не случайно: в северорусских говорах имена с суффиксом -ют- встречались чаще, чем в южных. В писцовых книгах XVI–XVII веков нередко упоминаются крестьяне и посадские люди по имени Митюта — например, в переписях Устюжского уезда. Со временем отчество от этого имени закрепилось как наследственная фамилия.

Важная деталь: фамилия Митютина — женская форма, образованная по той же модели, что и мужская. В русской традиции женщина наследует фамилию отца или мужа с окончанием -а. Поэтому Митютина — не отдельная фамилия с другим корнем, а грамматическая пара к Митютину. В официальных документах до 1917 года женщина могла писаться как «Митютина» или «Митютиной» в зависимости от падежа.

Спорных версий у этой фамилии почти нет: корень прозрачен, суффикс типичен. Иногда пытаются связать Митютина с диалектным словом «митюк» (неповоротливый человек), но это натяжка: основное количество носителей происходит именно от имени Дмитрий. Фамилия не была дворянской или купеческой — её носили в основном крестьяне и мещане, что подтверждается списками однодворцев и ревизскими сказками XVIII–XIX веков. Таким образом, предки современных Митютиных — скорее всего, люди из северорусских деревень, чей родоначальник в XVI–XVII веках звался просто Митютой.