Фамилия Локтюшов — редкий пример того, как прозвище, образованное от названия части тела, обросло уменьшительно-ласкательным суффиксом и закрепилось в виде отчества. В основе лежит слово «локоть», но не прямое, а через производную форму «локтюш» — так в северных и центральных говорах могли называть человека с короткими или, наоборот, неловко согнутыми руками. Суффикс -юш- придаёт прозвищу оттенок уменьшительности или пренебрежения: «локтюш» — это не просто обладатель приметного локтя, а скорее «локоток», «коротышка с локотками». Фамильный суффикс -ов стандартно указывает на принадлежность: Локтюшов — сын или потомок Локтюша.

Версия о происхождении от имени Локтюш (гипотетической народной формы канонического имени, например, Евлогий) маловероятна — в святцах и документах такие варианты не встречаются. Прозвищная природа здесь очевиднее: в русской ономастике целый пласт фамилий образован от названий частей тела (Локтев, Локотков, Лобов, Носов), и Локтюшов вписывается в этот ряд, но с уникальным суффиксом, который встречается редко.

Географически фамилия тяготеет к северо-востоку России — в переписях XVII–XVIII веков носители с основой «Локтюш» фиксировались в Вятской и Пермской губерниях, где диалектное слово «локтюш» означало ещё и «кривой, загнутый предмет» (например, о крюке или рукоятке). Возможно, прозвище давали не человеку, а мастеру, делавшему такие детали, — но это лишь дополнительная гипотеза, не подкреплённая прямыми записями.

Сословная принадлежность Локтюшовых, судя по архивным данным XIX века, была преимущественно крестьянской или мещанской. Дворянских родов с этой фамилией не зафиксировано. В современной России Локтюшовы встречаются редко, в основном в Кировской области и Пермском крае — там, где когда-то и возникло прозвище.