Фамилия Летуев, скорее всего, образована от личного имени или прозвища Летуй, которое, в свою очередь, восходит к монгольскому прилагательному «лавтай» — «точный». Если принять эту версию, то Летуем могли прозвать меткого стрелка или человека, отличавшегося скрупулёзностью и аккуратностью во всём. Такое прозвище давали не по внешности, а по характеру или умению, что делает фамилию «характерологической» — она описывает качество предка.

Словообразовательная модель проста: к основе Летуй- добавился типичный русский патронимический суффикс -ев, указывающий на принадлежность («чей?» — Летуев). В русской традиции так оформляли фамилии от имён и прозвищ, оканчивающихся на -й (ср. Андрей — Андреев, Тимофей — Тимофеев). В отличие от более распространённого -ов, суффикс -ев встречается реже, что придаёт фамилии дополнительную морфологическую особенность.

Географически фамилия имеет калмыцкие корни. В источниках упоминается Санджи Сангаджиевич Летуев, родившийся в селе Червленое Сталинградской области — это прямое указание на регион бытования. В калмыцкой среде монгольские заимствования в личных именах и прозвищах не редкость, поэтому версия о происхождении от «лавтай» выглядит правдоподобнее, чем гипотетическая связь с русским глаголом «лететь» (такое объяснение было бы слишком прямолинейным и не учитывало бы фонетику).

В итоге фамилия Летуев — редкий пример, когда русский патронимический суффикс наложился на иноязычную основу, сохранив память о прозвище, данном за точность или меткость. Других версий, заслуживающих внимания, ономастика не предлагает.