Фамилия Литвинцев образована от прозвища Литвинец. Основа здесь — слово «литвин», которым в Древней Руси называли жителей Великого княжества Литовского. Важно понимать, что «литвин» в те времена не обязательно означало человека по национальности литовца — так могли называть любого выходца с земель этого государства, включая белорусов, украинцев и даже поляков. Прозвище Литвинец давали либо пришлому человеку, либо тому, кто какое-то время жил в Литве, либо тому, кто говорил на местный манер или носил характерную одежду.

Словообразовательная модель фамилии довольно редкая. Суффикс -ец (в основе Литвинец) указывает на принадлежность к определённой территории или группе людей — «литвин» превращается в «литвинец», то есть «тот, кто из Литвы». А конечный суффикс -ев (Литвинц-ев) — это уже типичный русский патронимический суффикс, означающий «сын» или «потомок». Таким образом, фамилия буквально читается как «потомок того, кого прозвали Литвинцем».

По географии фамилия бытования не случайна. Литвинцевы чаще всего встречаются в южнорусских и центральных областях — в Курской, Воронежской, Рязанской, Тульской губерниях. Это объяснимо: именно в этих местах в XVI–XVII веках оседали переселенцы с запада, в том числе и из Литвы, которых местные жители и прозвали литвинами. Фамилия закрепилась за потомками таких переселенцев.

Стоит отметить, что фамилия Литвинцев — не единственная в этом гнезде. Однокоренные фамилии Литвинов, Литвяков, Литвиненко образованы от той же основы, но с разными суффиксами. Литвинцев стоит особняком благодаря двойному суффиксу (-ец + -ев), что делает её более конкретной — она указывает не просто на «литвина», а на «человека из Литвы» (литвинца) и его потомка.

Социальный контекст фамилии типичен для крестьянской и мещанской среды. Фамилии на -ев в основном принадлежали непривилегированным слоям населения, и Литвинцев не исключение. Дворянских родов с такой фамилией в исторических источниках не зафиксировано.

В написании фамилии возможны варианты: Литвинцов (с окончанием -ов вместо -ев), что характерно для некоторых говоров, где после ц пишут -ов. Но литературная норма — именно Литвинцев, так как суффикс -ев сохраняется после мягких согласных и ц.