Фамилия Левовы (в мужском варианте Левов) образована от крестильного имени Лев. Это имя пришло на Русь вместе с христианством из Византии, а в основе лежит латинское «leo» и греческое «леон» — «лев», «царь зверей». В святцах имя закрепилось благодаря нескольким раннехристианским святым, в том числе римским папам. Поэтому основная масса носителей фамилии — потомки человека по имени Лев. Модель образования типична для русских фамилий: к основе имени добавили суффикс -ов-, указывающий на принадлежность («чей?» — Левов сын, внук).

Встречается и другая, менее вероятная версия: от прозвища Левый. Так могли назвать левшу или человека, который всё делал не так, как принято — «не с той ноги». Однако у этой гипотезы слабое место: слово «левый» в значении «неправильный» или «чужой» стало активно использоваться в русском языке довольно поздно, а фамилии на -ов в основной массе оформились раньше. К тому же имя Лев было широко распространено, и объяснять фамилию через редкое прозвище нет оснований.

География фамилии Левовы не привязана к одному региону. Она встречается и в центральных областях России, и на Урале, и в Сибири — везде, где было православное население. В дворянских родословных книгах эта фамилия не зафиксирована, что говорит о её крестьянском или мещанском происхождении. Скорее всего, предки Левовых были крепостными или государственными крестьянами, получившими фамилию по имени отца при переписях XVIII–XIX веков.

С точки зрения словообразования, фамилия стоит в ряду однокоренных: Львов (церковнославянская форма имени), Лёвин (от уменьшительного Лёва), Левкин. Но Левовы — самый прямой вариант, без изменений корня. Такие фамилии нередко давали людям, чьи отцы не носили «полного» имени в быту, но в документах записывались строго по святцам.