Фамилия Молотынская — редкий случай, когда топонимическое происхождение почти очевидно, а вот точное исходное название — предмет спора. Суффикс -ск- и окончание -ая однозначно указывают на то, что фамилия образована от географического названия: села, деревни или урочища. Вопрос в том, как звучал этот топоним.

Самая прямая версия — село Молотынь или Молотыни. Такие названия встречаются в исторических документах, например, в бывшей Смоленской губернии. Корень «молот» здесь, скорее всего, не связан с кузнечным инструментом. В русских говорах «молотынь» — это болотистое место, мочажина, топь. Человек, получивший прозвище или фамилию по такому селу, был «молотынским» — выходцем из болотистой местности. В пользу этой версии говорит и то, что суффикс -ын- в топонимах часто указывает на принадлежность (например, «Молотынь» могло означать «земля Молота»), но в народной этимологии он быстро переосмыслился.

Вторая, менее вероятная версия — отчество от прозвища Молотыня. В этом случае суффикс -ск- нестандартен: типичные русские фамилии от прозвищ образуются через -ов/-ев или -ин. Форма на -ский здесь — признак либо позднего оформления фамилии (когда дворянский суффикс стали давать крестьянам), либо польского или украинского влияния. Если прозвище Молотыня и существовало, оно могло означать человека крепкого, «молотящего» кулаками, или, наоборот, того, кто работает цепом на току.

Фамилия явно недворянская. В старых списках столбовых дворян она не встречается. Скорее всего, её носители — потомки крестьян или однодворцев из южных или западных губерний, где фамилии на -ский были распространены шире, чем на севере. Встречается она и в украинском варианте — Молотынська.

Известных исторических личностей с такой фамилией, вошедших в энциклопедии, нет. Это редкая, локальная фамилия, и её главная загадка — в болоте, а не в кузне.