Фамилия Мострюкова — женская форма фамилии Мострюков, и её разбор стоит начать с неочевидного: с суффикса -юк-. В русских фамилиях этот суффикс — верный маркер украинского или белорусского происхождения. Если бы фамилия была великорусской, мы бы с большой вероятностью увидели суффикс -ов или -ин. -Юк- же типичен для западнорусских земель, где он образовывал патронимы (фамилии по отцу). Таким образом, Мострюков — это «чей?» — сын Мострюка.

Основа фамилии — прозвище Мострюк. Его происхождение спорно, но есть две основные версии, и одна из них гораздо убедительнее. Первая: связь с диалектным словом «мострый» или «мостреть». В южных и западных говорах «мострый» означало «пёстрый, рябой, клетчатый». В переносном смысле так могли назвать человека с рябым лицом (после оспы) или того, кто носил необычную, пёструю одежду. Это прозвище из той же модели, что и фамилии Пестряков, Рябов.

Вторая версия, менее вероятная, но упоминаемая в ономастических справочниках: связь с тюркским именем или прозвищем. В тюркских языках есть корень «мостр» со значением «сильный, могучий», но для фамилии, имеющей чёткий славянский суффикс -юк, такая основа выглядит чужеродной. Скорее всего, это позднее переосмысление уже славянского прозвища.

Что касается географии, фамилия Мострюков (и Мострюкова) — редкая. Её очаги встречаются в южнорусских областях (Курская, Воронежская) и на Украине (Полтавщина, Черниговщина). Это подтверждает и диалектный характер основы, и суффиксальную модель. Носительница фамилии Мострюкова почти наверняка имеет предков из крестьянской или казачьей среды Черноземья или Малороссии, где прозвища по внешнему признаку были особенно распространены. Фамилия не дворянская, не книжная — она из живой народной речи, где «мострый» значило «пёстрый, заметный».