Фамилия Мазутова образовалась от прозвища Мазута. В основе лежит глагол «мазать» — «натирать или покрывать чем жидким, мокрым, жирным; марать, пачкать, грязнить». Такое прозвище могли дать либо нечистоплотному человеку, либо тому, кто постоянно занимался грязной, чёрной работой.

Суффикс -ут- в прозвище Мазута встречается в русских фамилиях реже, чем более распространённые -к- или -л-. Он придаёт слову оттенок действия или свойства: «тот, кто мажет» или «тот, кто измазан». Такая модель характерна для прозвищ, описывающих внешний вид или привычку (сравните: Грязнута, Пачкута). Встречается она преимущественно в северных и центральных говорах, что может указывать на географическое происхождение фамилии.

Менее вероятная версия связывает прозвище с нарицательным «мазанка» — избой из мелкого леса или камыша с обмазкой глиной, иногда с навозом и сечкой. В этом случае Мазутой могли прозвать строителя мазанок или печника. Тогда фамилия указывает на род занятий предка, а не на его неопрятность. Обе версии не противоречат корню «маз-», но первая — про прозвище по поведению — встречается в ономастических источниках чаще.

Фамилия Мазутова — женская форма, указывающая на принадлежность к роду Мазутовых. Потомок человека с прозвищем Мазута со временем получил фамилию по отцу, и она закрепилась. Окончание -а в современной фамилии — стандартный показатель женского рода, в то время как мужской вариант — Мазутов.