Фамилия Мотылевская образована от названия населённого пункта — скорее всего, Мотылёво или Мотыли. Такие фамилии на -ский/-цкий в старину получали дворяне по названию своего поместья, но к XIX веку этот суффикс стал массово присваиваться и выходцам из духовного сословия: семинаристам при поступлении в училище нередко давали фамилию по родному селу или приходу. Так что предки Мотылевских могли быть либо мелкими помещиками, владевшими деревней Мотылёво, либо священниками, чей род происходил из того же места.

Корень «мотыл» в русских говорах имеет два основных значения. Первое — «мотыга», орудие для рыхления земли; прозвище Мотыль могли дать крестьянину, работавшему с мотыгой, или человеку с неуёмной энергией, «копающемуся» в делах. Второе — насекомое, личинка комара; такое прозвище закреплялось за суетливым, вертлявым человеком. Однако для фамилии Мотылевская топонимическое происхождение надёжнее: в Тверской, Смоленской и Псковской губерниях действительно встречались селения с названием Мотыли, Мотылёво.

Обратите внимание на суффикс -евск-, а не -овск-: это указывает на основу, оканчивающуюся на мягкий согласный (Мотыль → Мотылевский). Встречающийся в документах вариант «Мотылёвская» с буквой «ё» — не ошибка, а отражение реального ударения: ударение падает на второй слог, как в исходном слове «мотылёк». В церковных метрических книгах XIX века фамилия записывалась через «е», но в быту произносилась с «ё», и это расхождение иногда приводило к двойному написанию в одной семье.

Сравните с однокоренными фамилиями: Мотылёв — более простая, патронимическая модель («сын Мотыля»), а Мотылевский/Мотылевская — уже «из Мотылёва». Встречаемость фамилии Мотылевская невысока, она локально привязана к западным областям России и востоку Беларуси. Если ваши предки — из духовенства, уточнить место происхождения помогут епархиальные ведомости: там часто указывали, из какого села поступил семинарист.