Фамилия Лтвинцева — редкий случай, когда основа почти полностью «съедена» временем, а на поверхности осталась лишь грамматическая форма. С первого взгляда бросается в глаза суффикс -ин- (в женском роде -ин-а), который в русских фамилиях указывает на принадлежность: «чей?» — Лтвинцева, то есть дочь или жена человека по прозвищу Лтвинец. Мужской вариант, соответственно, — Лтвинцев.

Ключевая загадка — корень Лтв-. Самое правдоподобное объяснение лежит в области диалектной фонетики. В русских говорах, особенно северных и сибирских, часто «проглатывали» или упрощали группы согласных. Сравните: лодка произносили как лотка, солнце — как сонце. В фамилии Лтвинцев, скорее всего, выпал гласный или согласный звук в начале слова. Наиболее вероятная исходная форма — Литвинцев (от «литвин» — житель Литвы или белорусских земель в составе Великого княжества Литовского). В старину «литвинами» называли не только по национальности, но и выходцев с запада, носивших особую речь или одежду. Упрощение «Литвинцев» → «Лтвинцев» — типичный случай экономии речи в быстром произношении, который потом закрепился в документах.

Вторая, менее вероятная версия — связь с древнерусским глаголом «лтати» (обманывать, хитрить). В этом случае Лтвинец — прозвище изворотливого человека. Однако эта гипотеза слабее: глагол редкий, а фамилий с таким корнем почти нет, тогда как фамилии на -инцев от географических названий и прозвищ жителей (Курсинцев, Полтавинцев) встречаются сплошь и рядом.

Географически фамилия Лтвинцева почти наверняка привязана к регионам, где активно действовали законы русского произношения: Центральная Россия, Поволжье, Урал. В официальных ревизских сказках XIX века можно встретить и «Литвинцевых», и «Лтвинцевых» в одних и тех же губерниях — это подтверждает, что перед нами не отдельная фамилия, а фонетический вариант распространённой. Таким образом, предок носительницы фамилии Лтвинцева с большой долей вероятности был человеком, которого в округе звали Литвином — либо по происхождению, либо за связь с западными землями.