Фамилия Левтеровы (в мужском варианте — Левтеров) образована от редкого греческого имени Элевтерий, которое переводится как «свободный, независимый» или «щедрый, великодушный». В основе фамилии лежит сокращённая форма этого имени — Левтер, которая вошла в ономастику не только русских, но и турок, татар, урумов и молдаван. Такое усечение длинного календарного имени — типичный для русской традиции приём: Элевтерий в бытовой речи превращался в Левтера, а затем и в фамилию на -ов.

Святым покровителем имени считается папа римский Элевтерий, возглавлявший церковь во второй половине II века. Его понтификат пришёлся на гонения при Марке Аврелии, которые в самом Риме не были столь широкими, как в провинциях. Элевтерий известен борьбой с гностиками и марционитами, а также столкновением с монтанизмом — ересью, отрицавшей церковную иерархию. С его именем связана и легенда о крещении короля бриттов Луция, однако историки, включая Беду Достопочтенного, сомневаются в её достоверности из-за прочных позиций Рима в Британии.

Фамилия Левтеров относится к распространённому типу русских фамилий, образованных от крестильных имён. Суффикс -ов указывает на принадлежность: потомок человека по имени Левтер. Точное место и время возникновения фамилии установить сложно — процесс формирования фамилий на Руси был долгим, но сама основа (имя Элевтерий) встречается в святцах, а значит, фамилия могла появиться в любой среде, где было распространено православие.