Фамилия Шитохина — женская форма фамилии Шитохин, и её происхождение напрямую связано с прозвищем Шитоха. В основе лежит глагол «шить», а суффикс -ох- (как в словах «пряха», «стряпуха») указывает на лицо, выполняющее действие. Таким образом, Шитоха — это «та, кто шьёт», то есть портниха, швея. Мужская форма Шитохин, соответственно, означала «сын Шитохи» или «муж Шитохи», и фамилия закрепилась по материнской линии.

Это редкий случай, когда фамилия образована не от имени или профессии отца, а от женского прозвища. В русской ономастике такие «матримониальные» фамилии встречаются нечасто и обычно указывают на то, что женщина была главой семьи, вдовой или имела яркое профессиональное прозвище, которое перешло к детям. В словаре Б. Унбегауна «Русские фамилии» подобные модели описываются как производные от женских основ с суффиксом -их(а), но здесь мы видим суффикс -ох(а), что делает Шитохину ещё более локальной и диалектной формой.

Географически фамилия Шитохин (и Шитохина) тяготеет к центральным и северным областям России. Встречается в Тверской, Ярославской, Вологодской и Костромской губерниях, где были сильны традиции домашнего ткачества и шитья. В этих краях прозвище Шитоха могло закрепиться за женщиной, которая не просто шила для семьи, а работала портнихой на заказ — в деревнях таких мастериц звали «швеями» или «шитьями».

Есть и другая, менее вероятная версия: связь с диалектным словом «шит» — «петля, силок» (для ловли птиц). Тогда Шитохой могли прозвать человека, делавшего силки или занимавшегося ловлей. Однако эта гипотеза слабее, так как суффикс -ох- в русских прозвищах почти всегда указывает на деятеля по глаголу («пряха» от «прясть», «стряпуха» от «стряпать»), а не на орудие труда.

В написании фамилии возможна путаница с однокоренной Шитихина (от «шитик» — маленькая швея) или Шитохина с ударением на второй слог. Но в большинстве случаев ударение падает на второй слог: Шитóхина. Носительницы фамилии могут проследить её корни до конкретной мастерицы, чьё ремесло кормило семью и дало родовое имя.