Фамилия Литвонов — редкий случай, когда написание расходится с привычным слуху вариантом, и это не ошибка, а ключ к происхождению. Основу фамилии составляет слово «литвин» — так в старину называли жителей Великого княжества Литовского, а также выходцев из белорусских и западнорусских земель, входивших в это государство. В русском языке слово закрепилось в форме «литвин», а фамилии от него чаще всего образовывались как Литвинов. Форма Литвонов — результат местного произношения: в некоторых говорах, особенно на юге и юго-западе России, безударный «и» редуцировался почти до «о», и на письме это закрепилось. Так что Литвонов — это тот же Литвинов, но записанный на слух, «по-живому».

Суффикс -ов указывает на типичную русскую модель образования фамилий от прозвищ: Литвин → сын Литвина → Литвиновы (или, в диалектном варианте, Литвоновы). Прозвище Литвин давали человеку, который либо сам переселился из литовских или белорусских земель, либо говорил с заметным «литовским» акцентом, либо носил одежду, характерную для тех мест. В документах XVI–XVII веков такие прозвища встречаются часто: Литвинами называли не только этнических литовцев, но и русских, долго живших в Литве, и даже поляков.

Интересная деталь: фамилия Литвонов почти не встречается в центральных и северных областях России, где преобладает форма Литвинов. Зато она относительно часта в старых документах по Курской, Воронежской и Тамбовской губерниям — как раз в тех краях, куда в XVII веке активно переселяли «литву» (служилых людей из западнорусских земель) для охраны границ. Предок-Литвонов с высокой вероятностью был либо таким переселенцем-служилым человеком, либо крестьянином, перешедшим на новые земли.

Словообразовательно фамилия проста и прозрачна, но именно её «неправильное» написание выдает живую народную речь, не подчинявшуюся книжной норме. В этом её ценность для историка: Литвоновы — не случайная описка, а свидетельство того, как на самом деле звучала фамилия в определённой местности.