Родился 12.4.1912 в селе Великомихайловка ныне Новооскольского района Белгородской области в семье крестьянина. Русский. Член КПССс 1939. Образование неполное среднее. Работал бригадиром столяров на Харьковском заводе «Серп и молот».

В Советской Армии с 1932. Окончил военную школу летчиков в городе Харьков.

Участвовал в освободительном походе советских войск в Западную Украину и Западную Белоруссию, в советско-финляндской войне 1939 —40.

Участник Великой Отечественной войны с июня 1941.

В 1943 окончил ускоренный курс Военно-воздушной академии.

Командир эскадрильи 162-го гвардейского бомбардировочного авиационного полка (8-я гвардейская бомбардировочная авиационная дивизия, 6-й гвардейский бомбардировочный авиационный корпус, 2-я воздушная армия, 1-й Украинский фронт) гвардии майор Литвинов к маю 1945 произвел 83 боевых вылета.

Во время 83-го боевого вылета 22.4.45 в районе города Райхенбах (Германия) был ранен, а часть приборов управления самолета повреждена. Продолжал командовать девяткой своих самолетов, вывел их к цели и, успешно выполнив боевое задание по уничтожению техники и живой силы противника, привел всю группу самолетов на свой аэродром.

Звание Героя Советского Союза присвоено 27.6.45.

После войны окончил КУОС. С 1961 гвардии полковник Литвинов — в запасе. Живет в Одессе. Работает инженером-технологом завода «Нептун».

Награжден орденом Ленина, 2 орденами Красного Знамени, орденом Александра Невского, 2 орденами Отечественной войны 1 степени, орденом Красной Звезды, медалями.