Фамилия Мотылюк — характерный пример украинской модели фамилий на -юк, распространённой на западе и в центре Украины. Этот суффикс образует так называемые «патронимы»: фамилии, указывающие на родство, чаще всего на сына. Мотылюк — буквально «сын Мотыля». В этом смысле фамилия стоит в одном ряду с сотнями других: Шевчук, Ковальчук, Бондарчук — но её основа заметно отличается от типичных ремесленных или крестьянских прозвищ.

Корень «Мотыль» — не имя, не профессия, а прозвище. В украинском языке «мотиль» означает мотылька, бабочку. Однако вряд ли предка прозвали так за лёгкость или красоту. В народной речи у этого слова были и другие, менее поэтические, значения. В некоторых говорах «мотиль» — это человек суетливый, непоседливый, «порхающий» от дела к делу, или же тот, кто не держится на одном месте. Встречалось и ироничное прозвище для щеголя, любителя яркой одежды — опять же по ассоциации с мотыльком.

Есть и вторая, более прозаичная версия. В диалектах «мотиль» могло быть формой слова «мотило» — рычаг, шест, нечто, чем ворочают тяжести. Прозвище Мотыль тогда доставалось сильному, коренастому человеку, либо тому, кто работал с таким инструментом. Эта версия менее популярна, но лингвистически возможна: переход «и» на месте «ы» в украинских говорах — дело обычное.

Географически фамилия Мотылюк осела в основном на Волыни, в Ровенской и Житомирской областях, а также на Подолье. Встречается и в соседней Беларуси, но реже. В России фамилия практически не бытует — её принесли с собой переселенцы с Украины, но массового распространения не получила. Социальный срез по документам XIX века показывает, что Мотылюки — почти сплошь крестьяне и казаки, никаких дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано.

Интересная деталь: в польских записях XVIII — начала XIX века фамилию могли записать как Mocyluk или Mocyluk — с «ц» вместо «т». Это не ошибка, а отражение местного произношения: в некоторых польских говорах «т» перед «и» смягчалось до «ц». Так что, если искать предков в архивах, стоит проверять оба варианта написания.