Фамилия Ахтительнов происходит от прозвища Ахтительный. В русских говорах слово «ахтительный» означало «восхитительный, неимоверно прекрасный, красивый, вызывающий восклицание изумления и одобрения». Однако такое прозвище вряд ли давали всеобщему любимцу. Скорее его получил эмоциональный человек, который часто ахал от удивления, радости или горя — то есть тот, кто постоянно восклицал «ахти!». Это междометие «ахти» (вариант «ах ты») и легло в основу прозвища, а суффикс -тельн- здесь не столько указывает на качество, сколько подчёркивает склонность к действию: «ахтительный» — тот, кто ахает.

Фамилия образована по стандартной модели: от основы на -тельн- добавили патронимический суффикс -ов. Такая схема встречается реже, чем, скажем, фамилии на -ин, и характерна для фамилий, закрепившихся в письменных источниках не ранее XVII–XVIII веков. О точном месте возникновения фамилии Ахтительнов данных нет, но по словообразованию и редкому корню её можно отнести к севернорусским или сибирским говорам, где междометие «ахти» бытовало активнее. В центральных областях чаще говорили «ах» или «ох», поэтому фамилия осталась локальной и немногочисленной.

Фамилия Ахтительнов — редкий случай, когда прозвище закрепилось за человеком не по внешности или ремеслу, а по речевой привычке. Подобные фамилии (ср. Ахалов, Охапкин) в ономастике называют «междометными» — они фиксируют особенность речи предка.