Фамилия Лотонина — одна из тех, что образована от народной, разговорной формы крестильного имени. Её основа — Лотоня, а это не что иное, как обиходный вариант имени Лукьян (церковное Лукиан). Само имя Лукиан восходит к латинскому «lux» (люкс) — «свет». Так что в основе фамилии лежит значение «светлый», «светящийся».

С точки зрения словообразовательной модели, фамилия Лотонина — типичный «-ин» вариант, указывающий на принадлежность: Лотоня → Лотонин → Лотонина. Суффикс -ин в русских фамилиях обычно закреплялся за основами, оканчивающимися на -а или -я. Такая модель чаще всего встречалась в северных и центральных областях России, а также в среде крестьян и мещан.

Скорее всего, основатель рода Лотониных был человеком из простого сословия. Фамилии на -ин в массе своей закрепились за крестьянами и посадскими людьми, в отличие от фамилий на -ов, которые чаще носили дворяне и служилые. Имя Лукьян было распространено именно в народной среде, где его и переделали в Лотоню — по той же модели, что Антон превращался в Антоню, а Степан — в Степаню.

Святой покровитель имени — священномученик Лукиан Бельгийский, епископ, который после смерти апостола Петра проповедовал Евангелие в Италии, Галлии и Бельгии вместе с пресвитером Максианом и диаконом Иулианом. Однако прямая связь фамилии с этим святым маловероятна: в России имя Лукиан почитали в основном через святого Лукиана Антиохийского, а «бельгийская» ветвь — скорее книжная редкость, попавшая в святцы через западные источники.

Встречается и более редкая версия: что Лотоня — не от Лукьяна, а от диалектного глагола «лотошить» (говорить без умолку, тараторить). В этом случае прозвище Лотоня мог получить говорливый или суетливый человек. Но эта гипотеза слабее: имя Лотоня как производное от Лукьяна фиксируется в исторических документах, тогда как прозвищная версия опирается только на звуковое сходство.