Фамилия Лотоев — редкий случай, когда прозвище почти наверняка связано с конкретным растением, а не с именем или ремеслом. В её основе лежит слово «лот» или «лото» — так в южных и центральных говорах России называли лопух, репейник. Человек, получивший прозвище Лот или Лотой, мог выделяться внешностью (например, косматыми, торчащими волосами, похожими на колючки репья) или быть навязчивым, приставучим — по аналогии с цепкими семенами лопуха.

Морфология фамилии проста: суффикс -ев указывает на принадлежность («чей?»), то есть Лотоев — сын или потомок человека по прозвищу Лотой. Ударение, скорее всего, падает на второй слог: Лотóев. Форма без суффиксального наращения (Лотов, Лоткин) встречается чаще, поэтому окончание -ев здесь — дополнительный признак, что прозвище бытовало именно в форме прилагательного: Лотой (как Толстой, Косой).

Другие версии происхождения слабее. Можно предположить связь с греческим словом «лотос» (водное растение), но для русской крестьянской среды это экзотика — лотос не рос, и прозвище по нему не дали бы. Ещё реже фамилию выводят от древнерусского имени Лот (библейское, но редкое у славян): тогда бы фамилия звучала как Лотов, а не Лотоев.

Регионально фамилия тяготеет к югу России — Курской, Воронежской, Ростовской областям, где диалектное «лот» (лопух) было в ходу. Встречается она нечасто, поэтому носители Лотоевых — потомки, скорее всего, одной или нескольких крестьянских семей, получивших прозвище за сходство с репейником. Никакого дворянского или купеческого следа у фамилии нет: она чисто народная, прозвищная.