Фамилия Рытвина — женская форма фамилии Рытвин. В основе лежит слово «рытвина»: промоина, канава, яма от размыва водой. Исходное прозвище Рытва, Рытвин, скорее всего, указывало на место жительства. Предок мог жить у оврага, у размытой дороги, у канавы, и соседи закрепили за ним прозвище по характерному признаку местности. Такие «топографические» фамилии встречаются нечасто: обычно в основе лежат названия деревень или рек, а не бытовые обозначения неровностей рельефа.

Модель образования простая: суффикс -ин указывает на принадлежность — «чей?» — «Рытвин», то есть сын или потомок Рытви. В русской ономастике фамилии на -ин образуются от основ на -а, -я: Рытвин — от прозвища Рытва или напрямую от слова «рытвина». Ударение, скорее всего, падает на первый слог: Ры́твина.

Спорных версий нет. Связь с глаголом «рыть» очевидна, но альтернативные толкования — например, от прозвища Рытва в значении «копатель» или «землекоп» — менее правдоподобны, так как в прозвищах по профессии чаще использовались суффиксы -арь, -ец (землекоп, копарь), а не чистая основа без оформления.

Встречаемость фамилии невысокая, географически привязана к центральным и северным регионам России, где слово «рытвина» в значении «канава» было в ходу. В словарях фамилия не фиксируется как широко распространённая, что делает её интересным примером локального прозвища, перешедшего в наследственное имя.