Фамилия Летова образована от мужского прозвища Лето. В русской традиции прозвища и фамилии на -ов редко возникали прямо от женской основы, поэтому первичной формой было Летов, а Летова — вариант по матери или закрепившаяся в документах женская форма. Разбирать фамилию стоит с двух основных версий происхождения прозвища.

Первая версия связывает прозвище Лето со временем года. Так могли назвать ребёнка, родившегося летом. Эта практика была распространена: в исторических документах XVI века упоминается Клим Тихое Лето. Прозвище могло быть дано не только по времени рождения, но и по характеру — «тёплый», «солнечный» человек.

Вторая версия возводит прозвище к глаголу «летать». В этом случае Летом называли человека проворного, быстрого, торопливого — того, кто «летает» по делам или очень быстро ходит. Такие прозвища по скорости и манере движения (Летун, Летучий) встречаются в русской ономастике, и фамилия Летов могла закрепиться именно за таким человеком.

Менее вероятна, но допустима связь с именем собственным. В древнерусском языке существовало имя Лето — краткая форма от имён вроде Летослав или Летомир. Такие имена были редки, но полностью исключать их не стоит. Однако прозвищное происхождение для этой фамилии выглядит убедительнее.

Суффикс -ов указывает на типичную модель образования русских фамилий: «чей?» — «сын Лета». Потомок человека с прозвищем Лето со временем получил фамилию Летов, а в женском роде — Летова. Фамилия встречается в разных регионах России, но особенно часто — в центральных областях, где фиксировались прозвища по времени года.