Фамилия Литновская — типичный пример того, как географическое название становится родовым именем. Основа здесь — топоним Литново или Литнова. Такие названия встречаются в западнорусских и белорусских землях, где корень «лит-» указывает на связь с Литвой или литвинами — так в старину называли жителей Великого княжества Литовского. Суффикс «-ов-» в названии села или деревни указывал на принадлежность: Литново — это «поселение литвина» или «место, где живут литвины».

Модель образования фамилии проста: от названия Литново через суффикс «-ск-» образовали прилагательное Литновская, которое закрепилось за женщиной — женой или дочерью помещика, священника или переселенца из этого села. В дворянской среде фамилии на «-ский» часто указывали на владение землей: Литновская могла означать «помещица из Литново». В крестьянской среде такую фамилию давали при переписи, если человек происходил из деревни Литново.

Версия о происхождении от личного прозвища Литнов (человек, похожий на литвина или пришедший с литовской стороны) менее вероятна: прозвища с таким суффиксом редки, а фамилии на «-ский» от прозвищ почти не образуются. Зато в польской и белорусской традиции фамилии на «-ский» от географических названий — обычное дело, так что Литновская скорее всего имеет шляхетские корни.

Географически фамилия тяготеет к западным областям России — Смоленщине, Брянщине, а также к Беларуси. Встречается она нечасто, что подтверждает её локальное происхождение: носители, вероятно, потомки одной семьи из одного села. Ударение в фамилии, судя по типовой модели, падает на второй слог — Литно́вская.