Фамилия Лихолетова образована от мужского имени или прозвища Лихолет. В её основе лежит слово «лихолетье» — так на Руси называли тяжёлые времена, голод, бедствия. Скорее всего, Лихолетом могли назвать ребёнка, родившегося в неурожайный или неспокойный год. Но это лишь одна из версий.

По другой, более житейской трактовке, Лихолет — прозвище для слишком бойкого, шаловливого ребёнка, с которым родителям было трудно сладить. Таких детей в народе называли «бедовыми». Иногда имя Лихолет давали с противоположным, охранительным смыслом: чтобы отвести от ребёнка настоящие беды, его нарекали «плохим» именем, желая тем самым здоровья и благополучия. Не исключено и то, что прозвище закреплялось за взрослым бедняком, пережившим лихую долю.

Суффикс -ов- в фамилии указывает на типичную русскую модель образования: потомок человека по имени или прозвищу Лихолет получал фамилию Лихолетов (в женском роде — Лихолетова). С точки зрения словообразования, фамилия прозрачна и не имеет спорных корней, хотя само исходное слово «лихолетье» сегодня почти ушло из живого языка и встречается в основном в исторической литературе.