Фамилия Мотвилов — один из тех случаев, когда письменная форма скрывает живое произношение. На слух она почти неотличима от более известной фамилии Матвилов, и это не случайность. Скорее всего, перед нами вариант, возникший из-за «аканья» — произношения безударного «о» как «а», которое закрепилось на письме. Поэтому корень фамилии — то же имя, что и у Матвеевых, Матвиенко и Матюхиных.

Основа — разговорная форма крестильного имени Матфей (в русской традиции — Матвей). В быту имя часто сокращали: Матвей → Матвя, Матва, а от этих прозвищных форм образовывали фамилии через суффикс -ил- и отчество на -ов. Получается цепочка: Матвей → Мотвил (производное с суффиксом -ил, как «Кузьмил» от Кузьма) → Мотвилов. Суффикс -ил в русских фамилиях встречается редко, он характерен для кратких форм имён (например, Данило, Михайло), поэтому «Мотвил» звучит как уменьшительно-ласкательное или просторечное обращение к человеку по имени Матвей.

Есть и менее вероятная версия: фамилия могла образоваться от прозвища Мотвило, связанного с диалектным словом «мотвило» — так в некоторых говорах называли моток ниток, катушку или приспособление для сматывания пряжи. В этом случае предок был, например, ткачом или прядильщиком. Но против этой версии говорит то, что фамилии от названий орудий труда (Веретёнов, Цевкин) встречаются реже, чем от имён, и обычно не имеют такой распространённости, как Мотвиловы.

Географически фамилия тяготеет к южнорусским и украинским областям, где аканье было нормой. Встречается в Воронежской, Курской, Ростовской областях, а также на Кубани. В списках казачьих фамилий Мотвиловы тоже упоминаются — возможно, предки были выходцами из малороссийских губерний, где имя Матвей давало формы вроде Мотвий.

Таким образом, Мотвилов — это «сын Мотвила», то есть потомок человека, которого в быту звали сокращённо от Матвей. Фамилия не редкая, но не столь частая, как Матвеев, и её написание — живое свидетельство того, как устная речь влияла на документы.