Фамилия Млечкова — женская форма фамилии Млечков, а та в свою очередь образована от прозвища или имени Млечко. Самая вероятная версия связывает основу с диалектным словом «млеко» — молоко. В южнорусских и украинских говорах «млечко» — ласкательное название молока, а также, по некоторым данным, так могли называть белого, светлокожего или «молочного» человека (ср. «млечный» — белый, нежный). Таким образом, Млечко — прозвище либо по роду занятий (торговец молоком, скотник, пастух), либо по внешнему признаку.

Версия с уменьшительно-ласкательным суффиксом -к- (Млечко < Млеко) типична для украинской и белорусской ономастики, где такие формы легко становились фамилиями. В русском языке фамилии на -ко, -ка чаще встречаются на юге и западе. Суффикс -ов в мужской форме (Млечков) указывает на принадлежность: «чей?» — сын Млечка. Значит, предок носителя фамилии был человеком по прозвищу Млечко.

Менее вероятна, но допустима связь с именем Мелик (от тюркского «мелик» — князь, владыка), которое в народном произношении могло дать формы вроде Мелечко, а затем Млечко. Однако это спорно: звуковые изменения требуют дополнительных допущений, а прозвище от «молока» лежит на поверхности и подкреплено бытовой логикой.

Фамилия редкая. Географически встречается в России и на Украине, но без выраженного ареала. По сословной принадлежности — скорее всего, крестьянская или мещанская, так как прозвища по ремеслу и внешности характерны для непривилегированных слоёв. В дворянских родословных книгах Млечковы не фиксируются.

Однокоренные фамилии: Млечко, Млеков, Молочков, Молочников. Все они указывают на ту же «молочную» тему, но Млечкова отличается именно ласкательным суффиксом, который смягчает основу и придаёт фамилии оттенок уменьшительности — возможно, так звали младшего в семье или человека с кротким нравом.