Фамилия Лотыхова — женская форма фамилии Лотыхов, и её разбор стоит начать с мужского варианта, так как именно он хранит ключ к происхождению. Основа «Лотых» — редкое личное имя или прозвище, которое могло возникнуть из диалектного слова. В русских говорах есть глагол «лотать» — шататься, бродить без дела или, в других значениях, быстро ходить, спешить. Прозвище Лотых могли дать непоседливому, суетливому человеку, который вечно куда-то торопится или, наоборот, слоняется без цели. Есть и другая версия: «лот» в южнорусских диалектах иногда означало «мера веса» или «груз», так что Лотыхом могли прозвать торговца, связанного с измерением товаров, или человека, который «тянет лямку» — занимается тяжелой работой.

Суффикс «-ов» в фамилии Лотыхов указывает на стандартную русскую модель образования от прозвища или имени, отвечающую на вопрос «чей?». То есть Лотыхов — буквально «сын Лотыха» или «потомок Лотыха». Эта модель была особенно распространена в XVI–XVII веках среди крестьян, посадских людей и служилого сословия, когда фамилии только закреплялись. Женская форма Лотыхова образовалась по грамматическому правилу как принадлежность к роду Лотыховых.

Географически фамилия редкая и встречается в основном в южных и центральных регионах России, особенно в Воронежской и Ростовской областях, а также среди казачества. Это не случайно: в этих краях диалектная лексика сохраняла такие глаголы, как «лотать», лучше, чем на севере. Носители фамилии Лотыховы в прошлом могли быть крестьянами или ремесленниками, получившими прозвище за свой характер или род занятий. В отличие от более распространенных фамилий, образованных от крестильных имен (Иванов, Петров), Лотыхов держится на местном, бытовом слове, что делает её ценной для историков языка и краеведов.

В написании фамилии нет вариантов с буквой «е» (Летыхов) — это устойчивая форма с «о», что тоже говорит о её южнорусском происхождении, где «о» в безударной позиции произносится как «а», но на письме закрепилась именно исходная. Если искать аналоги, можно вспомнить фамилию Лотов (от «лот» в значении «жребий» или «груз»), но Лотыхов стоит особняком из-за редкого суффикса «-ых» в основе, который превращает прозвище в более личное, почти уменьшительное имя.