Фамилия Мотсеева — редкий случай, когда написание расходится с произношением и затемняет происхождение. Если произнести фамилию вслух, слышится «Мацсеева» или «Моцеева». Скорее всего, именно так её и записали в документах, а буква «т» появилась при попытке передать мягкий звук «ц» на письме (сравните: «Матвеев» и «Мотвеев» — искажение, но здесь иная природа). На деле основа фамилии — не «Мотсей», а Моцей или Моца.

Вероятнее всего, в основе лежит краткая форма крестильного имени Матфей (от древнееврейского «дар Яхве»). В русских говорах имя Матфей давало множество производных: Матюха, Матюша, а в южнорусских и украинских диалектах — Моцей, Моцко. Фамилия Мотсеева, таким образом, могла образоваться от прозвища или имени Моцей через суффикс принадлежности -ев: Моцеев → Мотсеев (с вставным «т» для удобства произношения). Модель типичная: отчество от имени, которое в быту звучало неканонически.

Есть и другая, менее распространённая версия: связь с польским или белорусским словом moc — «сила, мощь». Прозвище Моцей могли дать сильному, крепкому человеку. Тогда фамилия — не от имени, а от мирского прозвища по физическому качеству. Такие прозвища не редкость, но в данном случае имя Матфей как источник кажется правдоподобнее, потому что фамилии на -ев от имён встречаются в разы чаще, чем от качественных прилагательных.

Географически фамилия тяготеет к югу России и востоку Украины, где диалектное «цоканье» и мягкое произношение согласных давало формы вроде Моцей, Моценко. Встречается она редко — это не массовая фамилия, а локальное ответвление большого «матвеевского» древа. Носители, скорее всего, были крестьянами или мещанами, получившими фамилию по отцу-Моцею в XIX веке, когда закреплялись патронимические фамилии.