Фамилия Матылёнок — редкий пример фамилии, образованной от названия насекомого. В её основе лежит белорусское или украинское слово «матыль» (мотылёк, бабочка). Суффикс -ёнок указывает на то, что перед нами типичная восточнославянская модель фамилии, распространённая в основном в Беларуси и на западе России. Суффикс -ёнок (наряду с -онок) в белорусской и украинской традиции часто добавлялся к прозвищу или названию занятия, чтобы обозначить сына или потомка: Матылёнок — буквально «сын Матыля» или «потомок того, кого прозвали Мотыльком».

Почему предка могли прозвать Матылём? Самая прямая версия — за лёгкость, подвижность или непостоянство, как у бабочки. Такое прозвище могли дать человеку суетливому, порхающему по жизни, или, наоборот, тому, кто любил ярко, броско одеваться — отсюда и ассоциация с мотыльком. В белорусских говорах слово «матыль» имело и переносное значение — «вертлявый, непоседливый человек». Менее вероятно, но возможно, что прозвище было связано с занятием: так могли назвать того, кто ловил бабочек (для коллекции или ради забавы), но такая версия кажется надуманной.

Географически фамилия Матылёнок тяготеет к Витебской и Минской областям Беларуси, а также к Смоленской и Брянской областям России — регионам, где исторически сильны белорусские говоры. Встречаются и варианты написания: Матыленок (с одной буквой ё) или Матилёнок, но основа остаётся той же.

С точки зрения ономастики, это фамилия позднего типа — она закрепилась в крестьянской среде в XVIII–XIX веках, когда фамилии на -ёнок стали массово давать в западных губерниях Российской империи. В отличие от дворянских фамилий на -ский или -ов, Матылёнок — фамилия «низовая», прозвищная, и её носители, скорее всего, были крестьянами или мещанами.

Таким образом, фамилия Матылёнок — это не про бабочку в прямом смысле, а про человека, которого за характер или внешность сравнивали с этим насекомым. Фамилия сохранила живой оттенок народной речи, где прозвище могло быть и ласковым, и насмешливым.