Фамилия Матюлько — яркий пример того, как украинская и белорусская языковая традиция переработала церковное имя. В её основе лежит крестильное имя Матфей (в народной форме Матюта, Матюха, Матюша). Западный и южный суффикс -к(о) указывает на происхождение носителя из регионов современной Украины или Беларуси: в этих землях фамилии на -ко и -енко были основным способом обозначения потомства.

Модель образования проста и типична для XVI–XVII веков: к основе имени (Матюль) добавили уменьшительно-ласкательный суффикс -к(о), который со временем застыл в форме фамилии. Матюль — это, скорее всего, не самостоятельное имя, а ласкательное производное от Матюта или Матюня, где вторая часть (-ль) встречается в украинских и польских уменьшительных формах (например, Миколь, Василь). Таким образом, первый носитель фамилии был сыном или потомком человека по прозвищу Матюль, то есть «маленького Матфея».

В отличие от великорусских фамилий на -ов/-ев (Матвеев), форма Матюлько закрепилась в среде, где патронимы образовывали без суффикса принадлежности, а через прямой суффикс уменьшительности. Это типично для Поднепровья, Полесья и Галиции. Если бы фамилия возникла в центральной России, она звучала бы как Матюлькин или Матюльков.

В письменных источниках фамилия встречается нечасто, что говорит о её локальном бытовании. Она не принадлежала дворянству или духовенству — это крестьянская или казачья фамилия, образованная на месте, в сельской общине. Споров о корне почти нет: все этимологи сходятся на имени Матфей. Единственная альтернативная версия — связь с диалектным глаголом «матюлькать» (бормотать, говорить невнятно), но она слаба, так как такой глагол не зафиксирован в словарях восточнославянских говоров.

Если искать географическую привязку, то наиболее вероятны западные области Украины (Волынь, Ровенщина) или юго-запад Беларуси (Брестчина). Там суффикс -ль- в личных именах встречается чаще, и там фамилии на -ко сохранили свою продуктивность дольше, чем на востоке.