Фамилия Литвицына — женская форма фамилии Литвицын. Её основа напрямую связана с этнонимом «литвин», который в Древней Руси и Московском государстве обозначал выходца из Великого княжества Литовского. При этом слово «литвин» не всегда указывало на этнического литовца: так называли и русских, живших на территории Литовского княжества, и представителей других народов, подданных этого государства. В XVI–XVII веках в русских документах встречается множество записей о людях с прозвищем Литвин — от крестьян до служилых людей.

Словообразовательная модель здесь нестандартная. Обычно от прозвища Литвин образовывали фамилию Литвинов (с суффиксом -ов). Но в основе Литвицын лежит не сам этноним, а его уменьшительная или патронимическая форма — Литвица. Суффикс -ын (в женском варианте -ына) указывает на принадлежность: «чей?» — Литвицын, то есть «сын (или потомок) Литвицы». Такой суффикс характерен для фамилий, образованных от имён и прозвищ на -а/-я (ср. Птицын от Птица, Синицын от Синица). Таким образом, Литвицын — это не просто «сын литвина», а «сын человека по прозвищу Литвица», что могло быть ласкательной или обиходной формой исходного прозвища.

Географически фамилия Литвицыны наиболее распространена в центральных и южных регионах России, особенно в Тульской, Рязанской, Воронежской областях. Это косвенно подтверждает, что предки носителей фамилии не были коренными жителями Литвы, а получили прозвище как переселенцы из западных земель. В среде крестьян и однодворцев такие «географические» фамилии были обычным делом: человека, пришедшего из другого края, называли по месту выхода, и это прозвище закреплялось за его потомками.

В написании фамилии встречается вариант Литвицина (через «и» после «ц»), но он менее точен с точки зрения исторической орфографии, где после «ц» обычно писалась «ы» (как в слове «цыган»). Современная норма закрепила написание через «ы», что и отражает фамилия Литвицына.