Фамилия Колитвинцев — редкий случай, когда прозвище строится вокруг глагола «колотить» (бить, ударять) и напрямую связано с ремеслом или характером предка. В её основе лежит слово «колотвин» — так в старину называли того, кто колотит, то есть бьёт, часто в контексте работы с твёрдыми материалами или металлом. Суффикс -инц- с последующим -ев указывает на принадлежность: Колитвинцев буквально означает «сын Колитвина» или «потомок того, кого звали Колитвин».

Словообразовательная модель здесь необычна: корень «колот-» (от «колотить») соединяется с суффиксом -вин, который в русских прозвищах встречается редко. Чаще встречаются формы на -ун (колотун) или -ыга (колотыга). Вариант «колотвин» мог возникнуть как диалектное или профессиональное прозвище кузнеца, молотобойца или даже плотника, работающего с тяжёлым инструментом. В некоторых говорах «колотвин» означало драчуна, забияку — прозвище по поведению.

Фамилия явно восточнославянская, скорее всего, русская, с характерным окончанием -цев, типичным для фамилий, образованных от прозвищ на -ец или -ин. Встречается она преимущественно в центральных и южных регионах России, особенно в Воронежской, Тамбовской и Ростовской областях. По данным переписей, носителей немного — фамилия редкая, не входит даже в первую тысячу по частотности.

Интересно, что написание через «и» в первом слоге (Колитвинцев, а не Колотвинцев) — результат исторического аканья: безударное «о» стали писать как «а» или «и» под влиянием произношения. В документах XVII–XVIII веков могли встречаться варианты «Колотвинцов» или «Колотвинцев», но современное закрепление формы с «и» — скорее случайность письменной фиксации.

Социально предки Колитвинцевых, скорее всего, относились к крестьянам или посадским людям — ремесленникам. Прозвище не указывает на знатное происхождение, а наоборот, подчёркивает трудовую или бытовую характеристику. Дворянских родов с такой фамилией в родословных книгах не зафиксировано. Таким образом, Колитвинцев — это фамилия-профессия или фамилия-характер, сохранившая память о предке, который либо работал молотом, либо славился крутым нравом.