Фамилия Муртуков образована от тюркского мужского имени Муртук. В основе — арабское слово «муртад» (отступник, вероотступник), но в тюркской среде это имя получило иное, нейтральное или даже положительное звучание, не связанное с религиозным контекстом. Чаще всего его давали как оберег — считалось, что «плохое» имя оттолкнет злых духов и несчастья. Такая практика широко бытовала у кумыков, ногайцев, татар и других народов Северного Кавказа и Поволжья.

Суффикс -ов указывает на русскую модель оформления фамилий, характерную для многих нерусских фамилий, попавших в официальные документы Российской империи. Фактически Муртуков — это русифицированная форма отчества или фамильного прозвища: «сын Муртука». Встречаются и варианты с другим суффиксом — Муртуков, Муртуков, что связано с местными диалектными особенностями произношения.

Географически фамилия наиболее распространена в Дагестане, Чечне, а также среди астраханских и ставропольских ногайцев. В метрических книгах XIX века Муртуковы фиксировались как крестьяне и казаки, но нередко встречались и среди горских обществ. В отличие от многих фамилий на -ов, которые со временем «обрусели», Муртуков сохранил прозрачную тюркскую этимологию, и носители обычно без труда определяют её корень.

Редкость фамилии в центральной России объясняется тем, что она никогда не была искусственно привнесена — она возникла в местах компактного проживания тюркоязычных народов и лишь позже, в советское время, распространилась с миграциями. Никакой связи с русским словом «мурлыка» или «мурза» нет, несмотря на внешнее сходство.