Фамилия Костромитинова образована от прозвища Костромитин. Такие именования с суффиксом -итин в XV–XVI веках обозначали жителя определённого города: москвича называли «москвитин», а жителя Костромы — «костромитин». Таким образом, предок носителей фамилии был выходцем из Костромы или имел с этим городом прочную связь.

Форма Костромитинова — женский вариант фамилии, но по происхождению она отыменная: основу дало мужское прозвище, а суффикс -ов указывал на принадлежность («чей потомок?» — Костромитинов). Изначально фамилия звучала как Костромитинов, а окончание -а закрепилось в женском роде или в документах, где фиксировали женщину как главу семьи.

В отличие от более частых фамилий вроде Костромин или Костромитин, вариант Костромитинова сохраняет архаичный суффикс -итин, который в русской ономастике постепенно вытеснялся более простыми моделями. Это указывает на раннее закрепление прозвища в документах — скорее всего, ещё в XVI–XVII веках, когда форма «костромитин» была обиходной.

Географически фамилия тяготеет к северным и центральным регионам России: Костромская, Ярославская, Вологодская области. Встречается и в Сибири — туда переселенцы из Поволжья уходили в XVII–XVIII веках. Однако массовых статистических данных по распространению нет, и фамилия остаётся относительно редкой.

С точки зрения словообразования, Костромитинова стоит в ряду с фамилиями Москвитинов, Тверитинов, Пермитинов — все они образованы по одной модели от названий городов. В словаре Б. Унбегауна такие фамилии отнесены к «географическим», указывающим на место происхождения рода. Споров о корне нет: основа «Кострома» прозрачна, а суффикс -итин не даёт вариантов толкования.

Таким образом, если вы носите фамилию Костромитинова, ваши предки с высокой вероятностью были костромичами — жителями древнего города на Волге, известного с XII века. Фамилия не содержит тайны или многозначности, но хранит точный топонимический след, который не стёрся за столетия.