Фамилия Лухтановы образована от прозвища Лухтан, и вокруг его происхождения сложилось несколько версий. Самая обоснованная из них связывает прозвище с белорусским словом «лухта» — «шелуха». В этом случае Лухтаном могли называть человека, занятого очисткой гречи или другого зерна от лузги, то есть прозвище носило профессиональный характер. Такая версия хорошо вписывается в модель «ремесло → прозвище → фамилия», характерную для славянских фамилий на -ов.

Вторая гипотеза отсылает к эстонскому слову luht («луг»). Если следовать ей, прозвище Лухтан закрепилось за человеком, жившим рядом с большим лугом или владевшим им. Эта версия менее вероятна: хотя фамилия встречается в регионах, граничащих с Прибалтикой, эстонское влияние на русские прозвища было ограниченным, а связь с белорусской лексикой выглядит более естественной для славянской среды.

Существует и третья, самая спорная гипотеза — о еврейских корнях прозвища, якобы восходящего к средненижненемецкому lucht («делающий всё левой рукой»). Слабость этой версии в том, что подобное заимствование маловероятно для крестьянской среды, где и возникла фамилия. К тому же, модель с суффиксом -ан (-ян) типична для восточнославянских прозвищ, а не для немецких или еврейских именований.

Фамилия Лухтановы закрепилась в форме притяжательного прилагательного: Лухтан → Лухтанов, то есть «сын Лухтана». Суффикс -ов указывает на родовую принадлежность, что характерно для большинства русских фамилий, сформировавшихся в XV–XVII веках. Точное место и время возникновения фамилии установить сложно, но её основа — белорусское «лухта» — указывает на регион вероятного происхождения: западные земли России или восток Беларуси.