Фамилия Молокоедова образована от мирского имени Молокоед — так в старину называли растение молочай. Родители давали детям имена-обереги: Волк, Белка, Соловей, Молокоед — считалось, что природа примет ребёнка за своего и наделит его качествами этого растения или животного. Молочай в народной медицине Забайкалья ценили как кровоочистительное и тонизирующее средство, применяли при опухолях, язвах и болезнях лёгких. Потомок человека с таким именем получил фамилию Молокоедова.

Суффикс -ов- указывает на притяжательное значение: «чей?» — Молокоедов, то есть сын, внук или потомок Молокоеда. Женская форма Молокоедова — естественное родовое окончание, закрепившееся в документах за дочерьми и жёнами.

Вторая версия происхождения — прозвище Молокоед для любителя молочной пищи. Она выглядит правдоподобной на бытовом уровне, но уступает первой: слишком много русских фамилий связано с названиями растений, и молочай здесь не исключение. К тому же прозвище по пристрастию к молоку не имело бы такого устойчивого распространения, как имя-оберег.

Интересно, что в разных регионах молочаем называли разные травы, но везде это растение с едким млечным соком. В Забайкалье, где молокоед входил в обиход знахарей, имя могло закрепиться именно за теми семьями, где знали толк в траволечении. Фамилия редкая, встречается точечно, что типично для фамилий, образованных от местных народных названий растений, а не от распространённых календарных имён.