Фамилия Немилостев — яркий пример «оборонительного» прозвища, которое давали, чтобы уберечь ребёнка от сглаза и злых сил. В основе лежит древнерусское нецерковное имя Немил или прозвище Немилость. Смысл парадоксален: называя младенца «немилым» родители как бы обманывали нечистую силу, показывая, что дитя не представляет ценности и его не стоит забирать. Имя Немил встречается в документах с XV века, например, крестьянин Немил в новгородских писцовых книгах. Суффикс -ев указывает на притяжательную модель: «чей сын?» — Немилостев, то есть потомок Немила или Немилости.

Вторая, менее вероятная версия, выводит фамилию от мирского прозвища Немилость, которое мог получить человек сурового, немилостивого нрава. Однако в русской ономастике (работы Б. Унбегауна) такие прозвища реже становились основой для фамилий, чем охранительные имена. К тому же, прямое значение «немилостивый» для предка-крестьянина звучало бы как обвинение, а не как бытовое прозвище.

Словообразовательная модель здесь необычна: основа не на -ил, а на -ость, что редко для русских фамилий. Обычно от имени Немил образовывали Немилов. Форма Немилостев (от «Немилость») — более старая или диалектная, сохранившая древнюю основу с абстрактным существительным. Фамилия почти не встречается среди дворянства — это типично крестьянское или посадское родовое имя, которое закрепилось в центральных и северных губерниях России.

Однокоренные фамилии: Немилов, Немиловский, Немилыч. Все они восходят к тому же охранительному имени Немил, но Немилостев стоит особняком из-за редкого суффиксального оформления. Носителей этой фамилии в современных справочниках немного, что подтверждает её локальный, нераспространённый характер.