Фамилия Мотыльков — это классический пример того, как прозвище превратилось в родовое имя. В её основе лежит личное прозвище Мотылёк, а сама фамилия образована по самой распространённой в русском языке модели: к основе добавили суффикс -ов, который указывает на принадлежность («чей?» — Мотыльков, то есть сын Мотылька). Такой тип фамилий, по наблюдениям лингвиста Б. Унбегауна, охватывает большинство русских родовых имён.

Самое очевидное значение прозвища — ночная бабочка, мотылёк. Но народная речь хранит и другие смыслы этого слова, которые открывают неожиданные повороты в истории фамилии. В говорах мотыль (от глагола «мотать») — это и крючок, и лебедка, и рукоять для кругооборота; мотор, качун, коромысло; рычаг у поршня; колено от вала к ноге, передающее движение; токарный мотылёк — хомутик с винтом. Такой разброс значений позволяет предположить, что прозвище Мотылёк могло относиться к «профессиональным» именованиям: так могли называть мотальщика — человека, работавшего на мотальной машине, или мастера, имевшего дело с токарным мотыльком.

Существует и вторая версия, связанная с глаголами. «Мотылять» означало «порхать мотыльком; качаться, болтаться», а «мотыльничать» — «не решаться, колебаться, не стоять в слове». Если прозвище образовали от этих глаголов, то оно могло закрепиться за ветреным, непостоянным человеком либо, наоборот, за тем, кто вечно сомневается и не держит обещаний. Обе трактовки правдоподобны, но первая — с ремеслом — выглядит убедительнее: прозвища по профессии в крестьянской среде встречались чаще, чем характеристика характера.

Потомки человека по прозвищу Мотылёк со временем получили фамилию Мотыльков. Точное место и время её возникновения назвать сложно — процесс формирования русских фамилий растянулся на несколько столетий. Но сама фамилия остаётся живым памятником славянской письменности и культуры, сохранившим в себе отголоски и ремесленного быта, и народного юмора.