Фамилия Мылтасова — редкая и неочевидная с точки зрения происхождения. В ней нет привычного суффикса -ов или -ин, который сразу указывает на отчество от имени или прозвища. Основа «Мылтас» не встречается в популярных словарях русских фамилий и не имеет очевидного аналога в литературном русском языке. Это заставляет искать её корни за пределами центральной России — скорее всего, на Урале, в Сибири или в регионах, где русский язык контактировал с тюркскими или финно-угорскими языками.

Наиболее правдоподобная версия — фамилия образована от прозвища или имени Мылтас, которое могло прийти из тюркских языков. В татарском, башкирском или казахском слово «мылтык» означает «ружьё», «винтовка». Форма «Мылтас» могла быть диалектным вариантом или производной формой от «мылтык» — например, «Мылтас» как человек, связанный с оружием: охотник, воин или оружейник. Суффикс -ов в женском варианте Мылтасова указывает на принадлежность: «чей? — Мылтасов», то есть потомок Мылтаса. В таком случае фамилия могла возникнуть в среде казачества или среди народов Поволжья и Приуралья, где тюркские заимствования были обычны.

Есть и другая, менее вероятная версия: основа «мыл» может быть связана с русским глаголом «мылить» или «мыло», но суффикс -тас для русского словообразования нетипичен. «Мылтас» могло быть искажённым или переосмысленным в русской среде прозвищем из другого языка. Например, в коми-зырянском языке есть слово «мыл» — «ум», «разум», но сочетание с «тас» не даёт ясного значения. Спорные гипотезы здесь слабее тюркской, так как та объясняет и звучание, и возможную социальную роль предка.

Фамилия не встречается в списках дворянских родов и не фиксируется в массовых ревизских сказках центральных губерний. Её носители, скорее всего, происходят из крестьян или служилых людей восточных территорий России. Из-за редкости фамилии сегодня её можно встретить в Западной Сибири и на Урале — именно там чаще всего сохраняются прозвищные фамилии с нестандартной основой.