Фамилия Мухотина — женская форма, мужская — Мухотин. В её основе, скорее всего, лежит не прямое значение слова «муха», а прозвище или мирское имя Мухота. В древнерусской традиции имена, образованные от названий насекомых, встречались нередко: Муха, Комар, Жук. Их давали не в обиду, а как оберег — считалось, что «мушиное», назойливое, но живучее существо передаст носителю свою неуязвимость. Прозвище Мухота мог получить суетливый, вертлявый человек или, наоборот, тот, кто докучал окружающим, как надоедливая муха.

Словообразовательная модель здесь простая и типичная для северных и центральных русских говоров: суффикс -от(а) образует существительные со значением качества или действия (зевота, ломота, икота). Мухота — это не уменьшительное, а скорее отвлечённое прозвище, которое закрепилось за человеком. Затем к основе Мухот- добавился патронимический суффикс -ин, указывающий на принадлежность: «чей сын?» — Мухотина, то есть дочь или жена Мухоты.

Встречается фамилия преимущественно в центральной России, особенно в Тверской, Ярославской и Костромской областях, где суффикс -ота в прозвищах был особенно активен. Встречаются и однокоренные варианты — Мухин, Муханов, Мухортов, но Мухотин стоит особняком из-за редкой основы. В дворянских родословных книгах фамилия не числится, что указывает на её крестьянское или мещанское происхождение: предки носителя были, скорее всего, вольными хлебопашцами или ремесленниками, а фамилию получили по личному прозвищу, а не по роду занятий.