Фамилия Мотрошилов — редкая и неочевидная по происхождению. В ней сразу обращает на себя внимание основа «мотрош-», которая не встречается в современных русских нарицательных словах. Чтобы понять, откуда она взялась, нужно заглянуть в диалекты и в историю личных имён.

Скорее всего, в основе фамилии лежит прозвище Мотроша. Это слово могло образоваться от глагола «моторить» — в некоторых говорах так говорили про суетливого, непоседливого человека или того, кто делает всё быстро, но беспорядочно. Чередование «тор/тро» в корне — явление нередкое для живой народной речи. Таким образом, Мотрошей могли прозвать вертлявого, торопливого или хлопотливого человека. Суффикс -ил- в фамилии Мотрошилов — это не уменьшительный, а указательный: он показывает, что прозвище было образовано от глагола по модели «делатель» (ср. «светило», «громила», «зубрила»). То есть Мотрошило — это тот, кто мотрошит (суетится, торопится). А фамилия Мотрошилов — «сын Мотрошилы».

Есть и другая версия, менее вероятная, но заслуживающая упоминания: связь с греческим именем Мотрона, которое в русской традиции превратилось в Матрёна. В таком случае Мотроша — это просторечная форма от Матрёна, а Мотрошилов — потомок человека по имени Мотроша. Однако против этой версии говорит то, что фамилии от женских имён в России образовывали редко и обычно в тех случаях, когда мать была вдовой или играла главную роль в хозяйстве. Версия с прозвищем от глагола выглядит логичнее и типичнее для русской фамильной модели.

С географической точки зрения фамилия Мотрошилов привязана к южнорусским и украинским территориям. Она встречается в Курской, Белгородской и Воронежской областях, а также на востоке Украины. Это область, где активно бытовали диалектные глаголы с корнем «мотр-», и где фамилии на -илов (-илов) распространены шире, чем на севере России. Социально носители фамилии, скорее всего, были крестьянами или однодворцами — потомками служилых людей, которые охраняли южные границы Московского государства.

В написании фамилии важно не путать её с похожими, но разными по смыслу: Мотрошилов — от прозвища, а Матрошилов — от имени Матрона. Встречающийся в интернете вариант «Мотрошилов» с одним «о» в корне — это, скорее всего, опечатка или результат упрощения произношения. Правильное историческое написание закрепилось с двумя «о».