Фамилия Летавина — женская форма, а её мужской вариант — Летавин. В основе фамилии лежит прозвище или нецерковное имя Летава. Чтобы понять его происхождение, стоит заглянуть в диалекты и старые словари. В русских говорах «летава» — это не только «летунья» или «стрекоза», но и прозвище для непоседливого, вертлявого человека, который всё время куда-то спешит или часто меняет место жительства. В. И. Даль фиксирует глагол «летать» в значении «быстро бегать, носиться», что прямо перекликается с характером прозвища.

Суффикс -ин указывает на принадлежность: Летавин — «сын Летавы» или «человек из семьи Летавы». Такая модель типична для северных и центральных областей России, где фамилии на -ин образовывали от прозвищ и имён, оканчивающихся на -а или -я. В отличие от фамилий на -ов, которые чаще возникали от названий профессий и животных мужского рода, Летавин — более древний, патронимический тип.

Встречается фамилия и в форме Летавиных — это уже фамилия во множественном числе, характерная для старых крестьянских родов, где так обозначали всю семью («дом Летавиных»). Встречается она преимущественно в средней полосе России, особенно в Тверской, Ярославской и Владимирской областях. В этих краях прозвище Летава могли дать не только за подвижность, но и за склонность к перелётам — например, крестьянину, который часто отлучался на заработки или в отхожий промысел.

Есть и другая, менее вероятная версия: связь с древним славянским именем Лет, от которого образованы фамилии Летов, Летовин. Но в случае с Летавиным основа «летав» более прозрачна и напрямую восходит к глаголу «летать», а не к имени. Поэтому первая гипотеза — основная.

Среди носителей фамилии Летавин встречались крестьяне, ремесленники и священники. В документах XIX века упоминаются Летавины из Тверской губернии — как государственные крестьяне. В советское время фамилия не исчезла, но осталась малочисленной: по данным переписей, её носителей в России — не более нескольких тысяч.