Фамилия Матлова — женская форма, но разговор о ней невозможен без мужского варианта Матлов. Он образован по самой распространённой в русских фамилиях модели: от основы на согласный добавляется суффикс -ов. Вопрос в том, что это за основа.

Скорее всего, в основе лежит прозвище Матло. В русских говорах слово «матлый» означало «вялый», «хилый», «слабый». Так могли назвать болезненного или медлительного человека. Вторая версия связывает фамилию с тюркским словом «мат» — «беда», «несчастье». В таком случае прозвище Матло мог получить невезучий человек, тот, кого преследовали неудачи. Эта гипотеза имеет право на существование, учитывая, что фамилия встречается в Поволжье, где веками шло смешение славянского и тюркского населения.

Менее вероятно, но допустимо происхождение от уменьшительной формы крестильного имени Матвей (в народной речи — Матля, Матло). Тогда фамилия означала бы «сын Матвея», но такая словообразовательная цепочка для русского языка нехарактерна: от Матвея обычно образовывали Матвеев, а не Матлов.

Фамилия редкая, недворянская. В дореволюционных списках она встречается в основном среди крестьян и мещан центральных губерний России. Её вариант с ударением на первый слог — Ма́тлова — может указывать на северное или сибирское происхождение, где часто редуцировали окончания. Если же ударение падает на последний слог (Матло́ва), это типично для южнорусского наречия.