Фамилия Мотлух образована от прозвища, которое звучало так же. В основе, скорее всего, лежит украинский глагол «мотляти» — «сильно раскачивать что-то во время быстрого движения», «часто менять направление». Такое прозвище могло закрепиться за непоседливым человеком, который не сидел на месте, часто переезжал или менял род занятий.

Но есть и вторая версия, не менее убедительная. В диалектах встречалось слово «мотля» — так в старину называли гуляку и расточителя. Если прозвище пошло отсюда, то Мотлухом нарекли человека с беспутным характером, который легко тратил нажитое. Обе трактовки сходятся в одном: прозвище описывало поведение, а не внешность или профессию.

Сама форма Мотлух необычна для русских фамилий. Суффикс -ух в прозвищах встречается реже, чем привычные -ов или -ин, но именно он придаёт слову экспрессивный, даже грубоватый оттенок. Подобные образования характерны для украинской и южнорусской традиции именования, где уменьшительно-уничижительные формы с -ух (-юх) были в ходу. Поэтому фамилия Мотлух почти наверняка имеет украинские корни, а её носители происходят с территорий, где украинский и русский языки соприкасались веками.

В написании фамилии встречается вариант Молтлух — с вставной «л». Такое искажение типично для народной этимологии: незнакомое слово «подгоняли» под более привычные «молотить» или «болтать». Впрочем, исходная форма без «л» встречается чаще и ближе к первоисточнику.

Поскольку прозвище описывало личные качества, а не ремесло, фамилия не даёт прямых указаний на род занятий предков. Можно лишь предположить, что основатель рода был человеком подвижным, возможно, беспокойным — либо тем, кого в деревне считали мотом и гулякой. Точных данных о сословии или географии распространения фамилии нет, но сам тип образования указывает на крестьянскую или казачью среду, где цепкие прозвища закреплялись за семьями особенно охотно.