Фамилия Луткина — женская форма от Луткин, и её происхождение почти наверняка связано с именем или прозвищем Лутка. В старых русских говорах «лутка» — это не только уменьшительная форма от Лукьян (через народное Лукья → Лутка), но и самостоятельное слово, означавшее «утица», «утка-нырок». Прозвище Лутка могли дать человеку за походку вразвалку, за любовь к воде или за характер — похожий на утку, неуклюжий на суше, но ловкий в своём деле.

Суффикс -ин указывает на принадлежность: чей? — Луткин, то есть сын или дочь Лутки. Такая модель типична для фамилий, образованных от имён и прозвищ, оканчивающихся на -а, -я. В северных и центральных регионах России — от Вологды до Владимира — фамилии на -ин встречаются особенно часто, и Луткины могли выйти именно оттуда.

Есть и вторая, менее очевидная версия: Лутка — производное от канонического имени Лука. Переход «Лука → Лутка» возможен через диалектное смягчение или под влиянием местного произношения, хотя для Луки привычнее формы Лучка, Лукин. Зато имя Лукьян даёт больше оснований для появления «т»: в разговорной речи «Лукьян» нередко сокращали до Лутян, а затем и до Лутка — такое стяжение встречается в тверских и псковских говорах.

В документах XVII–XVIII веков фамилия встречается в писцовых книгах Новгородской и Архангельской губерний — это подтверждает её северное происхождение. Носители фамилии чаще всего были крестьянами или посадскими людьми, реже — служилыми. Со временем Луткины расселились по Уралу и Сибири, но основной массив остался на Русском Севере.

Стоит отличать Луткиных от однокоренных Лукиных и Лутовиновых. Если Лукины почти всегда восходят к имени Лука, а Лутовиновы — к прозвищу Лутовой (от «лутовка», вид травы), то Луткины стоят особняком: их основа — не церковное имя, а бытовое, народное, уютное. Фамилия звучит по-домашнему, и, вероятно, предок нынешних Луткиных был человеком с доброй или чудаковатой кличкой, за которой стояла живая деревенская речь.