Фамилия Левтеева — женская форма, мужская — Левтеев. В её основе лежит неканоническое имя или прозвище Левтей. Словообразовательная модель проста: к основе Левтей добавили типичный русский фамильный суффикс -ев (вариант -ов после мягкого согласного), указывающий на принадлежность: «чей?» — Левтеев, то есть сын или потомок Левтея.

Само имя Левтей — редкая народная форма. Скорее всего, это диалектное или просторечное видоизменение крестильного имени Лев (от греческого leon — «лев») или, что менее вероятно, Леонтий («львиный»). В русской ономастике нередки случаи, когда церковные имена в быту «перекраивались»: так наряду с Львом появлялись Лёва, Левон, а где-то и Левтей. В пользу этого говорит и география: фамилия Левтеев встречается в основном в центральных и южных областях России (Воронежская, Тамбовская, Ростовская области), где такие фонетические варианты были в ходу.

Впрочем, нельзя исключать, что Левтей — не имя, а прозвище от диалектного слова. В курских и орловских говорах «левтей» могли назвать человека неловкого, левшу или того, кто делает всё «слева» (то есть не так, как принято). Однако эта версия менее убедительна: фамилий, образованных от прозвищ с уменьшительным суффиксом -ей, в русской традиции гораздо меньше, чем от имён.

Таким образом, Левтеевы — потомки человека по имени Левтей. Фамилия недворянская, крестьянская или мещанская, что подтверждается её отсутствием в родословных книгах и распространённостью среди простого населения. Встречается она нечасто, но устойчиво держится в нескольких областях, не смешиваясь с похожими фамилиями вроде Левтиев или Левтев.