Фамилия Доматырко — редкий пример, где основа ясна, а суффикс заставляет задуматься. В ней слышится глагол «томить» (т.е. мучить, истязать, держать в неволе) с отрицательной приставкой «до-». Получается «дотомить» — довести до изнеможения, замучить до конца. Однако в фамилии стоит отрицание: До-матыр-ко. Скорее всего, перед нами прозвище с приставкой «до-» в значении «добавочного действия» (как в словах «добрать», «дописать»), а корень — «матыр» — искажённая или диалектная форма от «мотать», «матырять» (в некоторых говорах — бить, трепать, мотать туда-сюда). Тогда Доматырко — человек, который «доматывал» кого-то или что-то, то есть доводил дело до конца, доделывал, возможно, упрямо добивался своего.

Суффикс -ко типичен для украинских и белорусских фамилий, он указывает на уменьшительность или принадлежность: Доматырко — буквально «маленький Доматыр» или «сын Доматыра». Это фамилия-прозвище, которая закрепилась за одним человеком, а потом перешла к его потомкам. Географически фамилия тяготеет к западноукраинским и южнобелорусским землям, где такие формы на -ко особенно часты.

Версия о связи с «томить» менее вероятна: приставка «до-» перед корнем «том» дала бы «Дотомирко» или «Дотомырко», а здесь именно «матыр». В украинском языке есть слово «матир» (мать), но для прозвища «Доматырко» это дало бы странный смысл — «домашняя мать», что маловероятно для мужской фамилии.

Таким образом, Доматырко — это прозвище человека настойчивого, возможно, сварливого или въедливого, который «доматывал» окружающих. Фамилия недворянская, крестьянская или казацкая, сохранившая живую народную речь. Её редкость — не повод для мистики, а просто свидетельство того, что прозвище не стало массовым и осталось в одном-двух родах.