Фамилия Матрешов — редкий случай, когда в основе лежит не имя и не профессия, а, скорее всего, прозвище, связанное с характером или внешностью. Первое, что бросается в глаза, — суффикс -ов, указывающий на типичную русскую модель образования: «чей?» — «Матреша». Так могли назвать человека, который постоянно носил с собой матрешку, — не обязательно деревянную куклу, а скорее что-то небольшое, вложенное одно в другое. Но более вероятно, что «Матреша» — это обиходная форма имени Матвей или Матрена, причем в данном случае скорее мужское прозвище, поскольку фамилия образована с патронимическим суффиксом.

Однако в ономастике есть и другая версия, которую поддерживают специалисты по русским говорам. В диалектах слово «матрешка» (или «матреха») могло означать неуклюжего, медлительного или полного человека, а также того, кто любит много и плотно есть — «матрешить» в некоторых областях значило «есть с жадностью». Тогда прозвище Матреш давали не от имени, а от бытового слова, описывающего манеру поведения или телосложение. Эта версия кажется правдоподобнее, потому что имя Матвей в уменьшительной форме давало фамилии Матвеев, а Матрена — Матренин, а вот Матрешов — более редкий вариант, как раз тяготеющий к прозвищному корню.

Географически фамилия встречается в основном в центральных и южных областях России, особенно в Курской, Воронежской и Ростовской областях, где диалектное слово «матреха» было в ходу. Сословного барьера у Матрешовых не было: крестьяне, мещане, реже — духовенство. Встречается и написание через «ё» — Матрёшов, но это чисто орфографическая особенность, не меняющая смысла. В целом, предок носителя этой фамилии — человек, которого в деревне прозвали за его медлительность или дородность, а может, за привычку носить с собой что-то вроде складного сундучка.