Фамилия Летохина — женская форма, а исходная мужская — Лето́хин. Это типичная «патронимическая» фамилия на -ин, то есть образованная от имени или прозвища отца с помощью суффикса принадлежности: «чей?» — Летохин, то есть сын Летохи. В центре внимания — само прозвище Летоха.

Летоха — это некалендарное, бытовое имя или прозвище, которое могло возникнуть двумя путями. Первый и самый вероятный: от слова «лето». В древнерусской традиции «летом» называли не только время года, но и год вообще (ср. «сколько лет?»). Летохой могли прозвать ребенка, родившегося в летнюю пору, или человека, который, скажем, родился в урожайный год. Вторая версия, менее распространённая, но имеющая право на существование: связь с глаголом «летать». В диалектах «летоха» — это иногда так называли быстрого, непоседливого человека, «летуна». Однако первая версия, от времени года или года, встречается в русских фамилиях значительно чаще и поддерживается аналогичными образованиями (Зима, Зимин, Веснин, Осенин).

В словообразовательном плане интересен суффикс -ох(а). Он характерен для прозвищ и уменьшительных форм в северных и центральных русских говорах (ср. Плотоха, Бледноха). Сам по себе суффикс придавал прозвищу оттенок просторечности, «свойскости», а не официальности. То есть Летоха — это не торжественное, а скорее домашнее, бытовое прозвище, которое затем закрепилось как фамилия.

По сословному происхождению фамилия Летохины, скорее всего, относится к крестьянской или мещанской среде. В дворянских родословных книгах она не фиксируется, что типично для «погодных» прозвищ — они редко давались знати, предпочитавшей более «княжеские» или географические фамилии. Географически фамилия встречается разрозненно, без ярко выраженного гнезда, но чаще — в областях к северу от Москвы (Ярославская, Костромская, Вологодская губернии), где прозвища на -оха были особенно живучи.

Таким образом, корень у фамилии прозрачный, а история — простая и человеческая: предок нынешних Летохиных был либо «летним» ребенком, либо человеком, которого в деревне за глаза называли по времени его появления на свет.