Фамилия Литуев образована от прозвища Литуй. В его основе — украинское слово «лiтун», то есть «летун». Прозвище могли дать человеку проворному, торопливому, который очень быстро ходит. Однако в некоторых говорах «литун» — это злой воздушный дух, а в переносном значении — «желчный и раздражительный человек». В зависимости от того, на что указывало прозвище — на физические особенности предка или на его характер, — фамилия могла закрепиться за разными семьями, не связанными родством.

Суффикс -ев указывает на русскую модель образования фамилий как притяжательных прилагательных: Литуев буквально значит «сын Литуя». Такая форма типична для фамилий, основа которых оканчивается на -й или мягкий согласный. Редкость фамилии в том, что прозвищная основа Литуй почти не встречается в современных документах — она либо исчезла из обихода, либо сохранилась только в узких диалектах.

Сравнение с однокоренными фамилиями (Литунов, Литухин) показывает, что Литуев — одна из наименее распространённых вариаций. Географически она тяготеет к южнорусским и украинским регионам, где слово «лiтун» было в ходу. Таким образом, предки Литуевых могли быть либо очень подвижными людьми (гонцами, скороходами), либо обладателями тяжёлого нрава — в зависимости от того, какое значение прозвища закрепилось в конкретной местности.