Фамилия Летухов, вопреки возможному впечатлению, образована не от глагола «летать» в его прямом значении. Основа здесь — прозвище Летух, которое в русских говорах имело несколько значений. Самое вероятное: так называли человека торопливого, суетливого или, наоборот, непостоянного, «летучего» в своих решениях и поступках. В псковских и тверских говорах «летух» — это ещё и бестолковый, ветреный человек. Однако корень мог быть и более конкретным: в некоторых регионах «летухом» называли птицу-самца, обычно петуха, и прозвище получал задиристый или голосистый мужчина.

Суффикс -ов указывает на типичную русскую патронимическую модель: Летухов — сын Летуха. Фамилия закрепилась в центральных и южнорусских землях, где прозвища на -ух были особенно распространены. В документах XVII–XVIII веков встречаются крестьяне и посадские люди с этим прозвищем, что говорит о простонародном происхождении фамилии: она не относилась к дворянским родам.

Стоит отметить, что фамилия Летухов имеет редкую особенность — её не следует путать с однокоренной Летунов. Если Летунов явно восходит к глаголу «летать» (от «летун»), то Летухов почти всегда ведёт происхождение от прозвища, связанного с характером или поведением, а не с физической способностью. Встречаются также варианты написания Летухов и Летухова (женская форма), но основная форма остаётся стабильной.

В современных справочниках фамилия фиксируется как редкая, с концентрацией в Воронежской и Ростовской областях. Исторических деятелей с этой фамилией, оставивших заметный след в науке или культуре, не зафиксировано — это типичная фамилия крестьянского сословия, сохранившаяся в бытовой среде.