Фамилия Литвяхова — женская форма фамилии Литвяхов, и её разбор стоит начать с суффикса, который сразу выдаёт региональную принадлежность. Модель на -яхов (-яков) характерна для южнорусских, особенно донских и кубанских говоров, а также для украинского ономастикона. Суффикс -ях- (в диалектном варианте -як-) часто присоединяли к прозвищам и именам, чтобы указать на человека по его характерному признаку или происхождению. В данном случае основа — «литв» — надёжно указывает на этноним: литвин, литовец.

В XVI–XVII веках на южных рубежах России (в будущих Воронежской, Тамбовской, Курской губерниях) словом «литвин» называли не только уроженцев Великого княжества Литовского, но и выходцев с западнорусских земель, находившихся под властью Литвы, а также белорусов. Прозвище Литвяк или Литвях давали человеку, который либо пришёл с этих территорий, либо говорил на особом говоре, либо носил одежду, напоминавшую литовскую. Фамилия Литвяхов, таким образом, означает «сын Литвяка» или «потомок того, кого прозвали литвином».

Стоит обратить внимание на то, что фамилия не получила широкого распространения в центральных и северных областях России. Её ареал — преимущественно юг: Ростовская область, Краснодарский край, Ставрополье, а также восток Украины. Это объясняется тем, что на Дон и Кубань переселялись в том числе и выходцы из украинских и белорусских земель, где суффикс -ях был обычным делом. Встречается написание «Литвякова» — это более русифицированный вариант, где -як- перешло в -яков, но первоначальная форма на -яхов сохранилась как маркер диалекта.

Сословной принадлежности по фамилии не определить: прозвище «литвин» могли дать и казаку, и крестьянину, и мещанину. Никаких документальных подтверждений о дворянском происхождении Литвяховых в опубликованных родословных книгах нет. Фамилия редкая, не попавшая в массовые справочники, но именно это и делает её ценной для семейной истории: она прямо говорит о миграционных потоках и языковых особенностях предков.