Фамилия Лытвынцев — один из тех редких случаев, когда в основе лежит не имя, не профессия и не географическое название, а, скорее всего, диалектное прозвище. Носителей этой фамилии немного, и её происхождение приходится восстанавливать по крупицам, опираясь на словообразовательную модель и говоры русского севера.

С точки зрения морфологии, фамилия образована по типичной модели отчества: суффикс -ев присоединён к основе Лытвынец. А Лытвынец — это, в свою очередь, человек, которого прозвали Лытва или Лытвын. Ключевой корень здесь — «лыт-», который в северных и сибирских говорах означал «ноги», «ходули», а также «длинные голени» или «босые ноги». Глагол «лытать» (или «лытнуть») значил «шататься без дела», «бродить», «убегать», «отлынивать от работы». Отсюда же известные слова «лытвина» (длинная нога) и «лытвы» (ходули, а в переносном смысле — человек на длинных ногах).

Самая правдоподобная версия: прозвище Лытва или Лытвын дали человеку с очень длинными ногами, долговязому, либо, наоборот, тому, кто постоянно «лытал» — слонялся без дела или часто менял место жительства. Первое значение (внешность) кажется более устойчивым для прозвища, которое закрепилось в фамилии, хотя второе тоже возможно. В русских говорах слово «лытва» фиксируется именно в значении «длинноногий человек».

Суффикс -ынец в основе Лытвынец — редкий и показательный. Такие фамилии (сравните: Голышев — от Голыш, но Голынцев — от Голынец) часто указывают на то, что прозвище было переоформлено через уменьшительную или принадлежную форму, характерную для жителей определённых областей. Скорее всего, фамилия Лытвынцев имеет севернорусские или уральские корни — именно там бытовала лексика с корнем «лыт-» и была распространена модель на -ынец/-ынцев.

О сословной принадлежности предков судить сложно из-за редкости фамилии. Однако сам тип прозвища — не от имени, а от бытовой черты — характерен для крестьянской и посадской среды. Никаких дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано, что тоже говорит в пользу её простонародного происхождения. Встречаемость фамилии сегодня крайне низкая, что позволяет предположить, что родословная восходит к одному или нескольким близким очагам расселения, возможно, к одной деревне, где жил основатель рода — Лытвынец.