Фамилия Мотроненко звучит на украинский лад, и это первая подсказка. Суффикс -енко — типичный для восточной и центральной Украины, он означает «маленький» или «сын». В XVI–XVII веках так называли потомков: Мотроненко — это буквально «сын Мотроны».

Основа фамилии — женское имя Мотрона. В украинском и русском быту это народная форма канонического имени Матрона (от латинского matrona — «почтенная замужняя женщина», «мать семейства»). Имя было очень распространено среди крестьянок, особенно в южных и центральных губерниях Российской империи. Сын, рождённый в семье, где мать звали Мотроной, получал прозвище Мотроненко, которое со временем закрепилось как фамилия.

В русском языке «аканье» могло превратить Мотрону в Матрону, но фамилия сохранила исходное «о» в корне — Мотроненко, а не Матроненко. Это указывает на то, что носители фамилии происходят из местности, где говорили на украинском или близком к нему говоре, где «о» под ударением не редуцируется.

Интересная деталь: в отличие от фамилий на -ов/-ев, которые часто образовывались от имени отца (Иван → Иванов), модель на -енко могла цепляться и к материнскому имени, если женщина играла заметную роль в хозяйстве или была вдовой. Поэтому предок-носитель фамилии Мотроненко мог быть сыном одинокой или уважаемой в общине Мотроны. Редкая черта для фамилии — женская основа при мужском патронимическом суффиксе.

Встречается фамилия в основном на территории современной Украины, особенно в Полтавской, Черкасской и Сумской областях, а также среди потомков украинских переселенцев на Кубани и в Сибири. Сословно это почти наверняка крестьянский род: фамилии на -енко редко встречались у дворян или мещан, они были массовыми в казачьей и сельской среде.