Фамилия Левенстам — шведская по происхождению, и это сразу снимает множество догадок о её славянских корнях. Она составная, типичная для скандинавской аристократической ономастики: первая часть «Левен» (Lejon) означает «лев», вторая «стам» (stam) — «ствол», «род», «племя». В буквальном переводе получается «львиный род» или «львиное племя». Такие фамилии в Швеции и Финляндии (входившей тогда в состав королевства) часто давали при возведении в дворянство: к основе добавляли звучный звериный или растительный элемент, чтобы подчеркнуть благородство происхождения.

В России эта фамилия появляется вместе с офицерами и чиновниками шведского происхождения, перешедшими на русскую службу после Северной войны и присоединения Финляндии. В XVIII–XIX веках носители Левенстам фиксируются в основном среди военных и гражданских служащих в Великом княжестве Финляндском, а также в Петербурге. Фамилия не получила широкого распространения в крестьянской или купеческой среде — она оставалась маркером дворянского или, как минимум, привилегированного сословия.

Модель образования фамилии — чисто немецко-шведская, с соединительной гласной «е» и корнем, который легко узнаваем в других шведских фамилиях того же типа: Левенгаупт («львиная голова»), Левеншёльд («львиный щит»). Окончание «-стам» встречается реже, чем «-шёльд» или «-круна», что делает Левенстам довольно редкой даже в Швеции фамилией. В русских документах её могли записывать по-разному: Левенстам, Левенштам, иногда с двойным «н» — Левеннстам, но устоялся именно вариант с одной «н».

Споров о происхождении основы почти нет: «лев» здесь не метафора храбрости, а прямая геральдическая отсылка. Вероятнее всего, родоначальник имел в гербе изображение льва, и фамилия закрепила этот символ. Не стоит искать в ней еврейские корни (хотя по звучанию можно ошибиться) — это типичный случай, когда внешне «немецкая» фамилия оказывается шведской и сословной.