Фамилия Моторьев — наглядный пример того, как прозвище, связанное с личными качествами или родом занятий, закрепилось в качестве родового имени. В её основе лежит слово «мотор», но не в современном значении двигателя, а в старом, диалектном. В русских говорах «моторой» называли непоседливого, вертлявого человека, живчика, который не сидит на месте. Реже так могли прозвать говорливого или суетливого. Есть и другая версия: в некоторых регионах «мотор» означало «проворный, ловкий» — такое прозвище мог получить расторопный работник или ремесленник.

Модель образования фамилии проста и типична для русского севера и центра: к основе «Моторь» (или «Мотор» с беглым гласным) добавился патронимический суффикс -ев. Форма Моторьев, а не Моторов, указывает на то, что исходное прозвище оканчивалось на мягкий согласный — «Моторь». В документах XVII–XVIII веков встречаются крестьяне и посадские люди с прозвищем Моторь, например, в переписных книгах Вятки и Пермской губернии. Поскольку фамилия недворянская и не искусственная, её носители, скорее всего, были крестьянами, ремесленниками или служилыми людьми «по прибору» — стрельцами, пушкарями.

С точки зрения географии, Моторьевы — редкая фамилия, её очаги тяготеют к северо-востоку: Вологодская область, бывшая Вятская губерния, Удмуртия. Это косвенно подтверждает связь с севернорусскими говорами, где слово «моторь» бытовало активнее. Интересно, что фамилия не породила массовых ответвлений — Моторов встречается чаще, но это уже другая модель, от твёрдой основы «Мотор». Так что Моторьев — более архаичный и локальный вариант.

Если сравнивать с однокоренными, то Моторьев стоит в одном ряду с фамилиями Вертяев, Шустров, Быстров — все они описывают темперамент. Но в отличие от них, основа «моторь» со временем вышла из обихода, и современному носителю связь с прозвищем уже неочевидна. В словаре Б. Унбегауна «Русские фамилии» модель на -ев от прозвищ с мягким окончанием разбирается подробно, но саму фамилию Моторьев он не упоминает — она слишком редкая для обобщающих трудов.