Фамилия Литров — один из тех случаев, когда внешняя простота обманчива. На первый взгляд, перед нами типичная русская фамилия с суффиксом -ов, образованная от прозвища или профессии. Однако корень «литр» в русском языке — слово позднее, заимствованное из французского (litre) лишь в XVIII веке, когда метрическая система только входила в обиход. Значит, основа фамилии не могла возникнуть в допетровской Руси, что сразу отсекает большинство крестьянских прозвищных моделей.

Самая вероятная версия — искусственное происхождение. Фамилию Литров могли дать в духовных училищах или семинариях. В XVIII–XIX веках там практиковали «перевод» фамилий на латынь или греческий, а также присваивали новые, «благозвучные», часто отвлечённые. Семинарист мог получить фамилию Ли́тров (с ударением на первый слог) от латинского litro — «стираю, мою», что было бы понятной намёкой на обязанности послушника или на чистоплотность. Либо от греческого λίτρον (литрон) — «мера веса, фунт». В этом случае фамилия означала бы «сын мерщика» или «относящийся к мере», но в семинарской среде такие «учёные» фамилии давали скорее по принципу внешней красивости, чем по реальному занятию предка.

Менее вероятно, но возможно, что Литров — это русифицированная форма немецкой или еврейской фамилии. В немецком Litrow или Littrow — фамилия, известная по астроному Карлу Людвигу фон Литтрову. Если предок был выходцем из немецких земель (например, обрусевшим аптекарем или врачом, работавшим с мерами жидкостей), то фамилию могли адаптировать на русский лад, добавив окончание -ов. Однако для массовой крестьянской среды такой путь маловероятен.

Встречаемость фамилии Литров в России невысока. Она не привязана к какому-то одному региону, что тоже говорит в пользу её позднего, «кабинетного» происхождения. Носители могли быть выходцами из духовного сословия или из разночинцев, получивших фамилию при поступлении в учебное заведение. Таким образом, Литров — яркий пример фамилии, которая рассказывает не о ремесле или прозвище предка, а о системе образования и сословной мобильности XIX века.