Фамилия Локтишева — женская форма фамилии Локтишев, и её разбор стоит начать с суффикса, который сразу выдаёт тип происхождения. Суффикс -ев (в мужском варианте) указывает на притяжательное значение: «чей?» — Локтишев, то есть сын или потомок человека по прозвищу Локтиш, Локтиша или Локтиш. Это классическая модель русских фамилий, образованных от прозвища или мирского имени, но здесь есть одна особенность — суффикс не -ов, а -ев, что характерно для основ на мягкий согласный или шипящий. В данном случае основа оканчивается на -ш, поэтому и пишется -ев, а не -ов.

Сама основа «Локтиш-» почти наверняка восходит к слову «локоть». В русских говорах существовали уменьшительные или пренебрежительные формы вроде «локтишко» — так могли называть человека невысокого роста, с короткими руками или, напротив, с длинными локтями, которые постоянно мешались. Однако более вероятно, что прозвище Локтиш дали не за физическую особенность, а за профессию или бытовую привычку. В старину «локтем» называли меру длины, а «локтиш» мог быть прозвищем портного, ткача или торговца сукном — тех, кто постоянно имел дело с локтевыми мерками. Есть и другая версия, более прозаичная: в некоторых регионах «локтишем» в шутку называли упрямого человека, который «локтями прёт» или любит толкаться.

С географической точки зрения фамилия Локтишев (и Локтишева) встречается преимущественно в центральных и поволжских областях России, особенно в Нижегородской, Владимирской и Ивановской областях. Это не случайно: именно в этих краях были распространены ремёсла, связанные с ткачеством и портняжным делом, где мерка «локоть» была в ходу. Встречается фамилия и на Урале, что связано с переселением крестьян в XVIII–XIX веках.

Сравнение с однокоренными фамилиями помогает уточнить картину. Локтев, Локтионов, Локотков — все они от одной основы «локоть», но образованы разными суффиксами. Локтишев стоит особняком: суффикс -иш- в прозвищах часто придавал уменьшительно-уничижительный или, наоборот, шутливый оттенок. В ономастических работах Б. Унбегауна отмечается, что фамилии на -ишев (-ишов) редки и указывают на прозвище, а не на крестильное имя. Таким образом, предок носительницы фамилии Локтишева не носил имени Локтиш в церковном календаре — его так прозвали в быту, и прозвище закрепилось за родом.

Сословная принадлежность исходно была крестьянской или мещанской, без дворянского корня. Фамилия не фиксируется в родословных книгах знати, что типично для прозвищных фамилий, образованных от бытовых реалий. Сегодня фамилия Локтишева не редкая, но и не массовая — её носительницы живут в основном в тех же регионах, что и три века назад, что говорит о прочной локальной привязке рода.