Фамилия Льватова — женская форма, а мужская, Льватов, образована по распространённой русской модели с суффиксом -ов. Основа здесь — прозвище или нецерковное имя Льват. Что оно могло значить? Скорее всего, это вариант имени Лев в простонародном произношении. В русских говорах имя Лев нередко звучало как Лёв, а от него образовывали уменьшительные формы: Лёвка, Лёвушка, Льват. Суффикс -ат в данном случае — не типичный для русских фамилий, он скорее характерен для украинской или белорусской традиции (сравните: Львович — отчество, а Льват — уже прозвище по сыну или по внешности). Но в русской среде такое окончание могло возникнуть под влиянием местных говоров или как искажение при записи фамилии в документах.

Есть и другая версия: Льват могло быть прозвищем, связанным с глаголом «львать» — в некоторых диалектах это означало «лить», «проливать», возможно, в переносном смысле — «пьяница» или «неряха». Однако такое толкование менее вероятно, потому что основа «Льв-» явно перекликается со львом — символом силы или царственности, и фамилия, скорее всего, восходит именно к имени.

Географически фамилия редкая. Встречается в основном в центральных и южных регионах России, а также в украинских областях, где имя Лев было популярно. Судя по окончанию -ова, носительницы фамилии — потомки человека по прозвищу Льват, который мог быть либо крестьянином, либо мещанином. Фамилия недворянская: суффикс -ов в сочетании с нестандартной основой указывает на позднее закрепление, в XVIII–XIX веках, когда фамилии давали по отцу или по прозвищу.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями, то Льватов стоит в ряду с Львовым (более распространённым и книжным) и Левкиным (от уменьшительного Лёвка). Льватов — более народный, диалектный вариант, сохранивший следы живого произношения.