Фамилия Ломтюгова — женская форма фамилии Ломтюгов, и её разбор стоит начать с мужского варианта, так как именно он хранит ключ к происхождению. Основа фамилии — «Ломтюг» — в современном русском языке звучит необычно, но на деле это вариант более известного слова «ломоть». Слово «ломоть» (кусок, отрезанная часть, особенно хлеба) в говорах могло приобретать формы «ломтюх», «ломтюг» через суффиксы -юг-/-юх-, характерные для северных и сибирских диалектов. Такие суффиксы часто придавали слову оттенок увеличительности или просторечности: ломтюг — это не просто ломоть, а большой, грубый кусок.

Фамилия образована по простой и древней модели: прозвище → фамилия с суффиксом -ов. Суффикс -ов указывает на принадлежность: Ломтюгов — сын или потомок Ломтюга. Прозвище Ломтюг могли дать человеку по нескольким причинам. Самая вероятная — по внешности или поведению: так могли назвать крупного, плотного мужчину, «как ломоть хлеба», или, напротив, неуклюжего, неловкого. Вторая версия — по роду занятий: тот, кто режет хлеб, раздаёт ломти, возможно, каравайник или пекарь. Третья, менее распространённая, — прозвище могло быть ироничным и относиться к человеку, который любил хорошо поесть или отрезать себе большой кусок.

Географически фамилия Ломтюгов тяготеет к северным и центральным областям России, где слово «ломтюг» было в ходу. Встречается она нечасто, что говорит о локальном происхождении. В ономастических справочниках эта фамилия не относится к числу широко изученных, но её прозрачная этимология позволяет уверенно говорить о связи с «ломтем». Интересно, что однокоренные фамилии — Ломтев, Ломтин — образованы от той же основы, но с другими суффиксами, и они более распространены. Ломтюгов же сохранил редкий диалектный вариант, что делает его ценным свидетельством живой народной речи прошлого. Сословной принадлежности по фамилии определить нельзя: прозвище Ломтюг мог получить и крестьянин, и ремесленник, и даже служилый человек, так как основа не указывает на социальный статус.