Фамилия Мотылькова образована от прозвища Мотылёк. На первый взгляд, тут всё просто: мотылёк — это ночная бабочка. Но если копнуть в говоры и старые словари, окажется, что у слова «мотыль» была и совсем другая жизнь, связанная с глаголом «мотать». Так в диалектах называли крючок, лебедку, рукоять для кругооборота, мотор, качун, коромысло, рычаг у поршня, колено от вала к ноге, а также токарный хомутик с винтом. Исходя из этого, прозвище Мотылёк вполне могло относиться к числу «профессиональных» именований: так могли называть мотальщика, человека, работавшего на мотальной машине.

Есть и вторая версия, более психологическая. Она отталкивается от глаголов «мотылять» — «порхать мотыльком; качаться, болтаться» — и «мотыльничать» — «не решаться, колебаться, не стоять в слове». Тогда прозвище Мотылёк закреплялось за ветреным, непостоянным человеком либо, наоборот, за тем, кто вечно сомневается и не держит слова. Обе трактовки имеют право на жизнь, но первая, «ремесленная», выглядит убедительнее: прозвища по занятию давали чаще, чем по чертам характера, да и слово «мотыль» в значении детали механизма было широко распространено в мастеровых средах.

Сама фамилия образована по стандартной для русских фамилий модели: к основе Мотыльк- добавили суффикс -ов-, а затем и окончание -а, указывающее на женскую линию. То есть изначально Мотыльков — это «сын Мотылька», а Мотылькова — форма женского рода или обозначение всей семьи в целом. Потомок человека с прозвищем Мотылёк со временем получал фамилию Мотыльков, а его дочери и жёны писались Мотыльковы.

Интересно, что фамилия не слишком частая, и это тоже о многом говорит. Она вряд ли возникла в крупных городах, где фамилии чаще давали по имени отца или по месту жительства. Скорее всего, корни её — в среде ремесленников или крестьян, где прозвища цеплялись к человеку крепко и передавались дальше. В письменных источниках фамилия встречается редко, и это нормально: многие «прозвищные» фамилии так и остались локальными, не разойдясь по всей стране.