Фамилия Замоткина, в её мужском варианте Замоткин, образована от прозвища или мирского имени Замотка. Само слово «замотка» в русских говорах имеет два основных значения, и оба могли лечь в основу фамилии. Первое — это «моток, сверток, замотанный клубок»: так могли прозвать человека неопрятного, небрежно одетого, или того, кто занимался намоткой ниток, пряжи. Второе значение — «засов, запор, задвижка»: прозвище мог получить плотник, кузнец или просто крепкий, «закрытый» человек.

Суффикс -ин указывает на принадлежность: Замотка — глава семьи, Замоткин — его сын или потомок. Такая модель типична для фамилий, образованных от прозвищ на -а, -я. В отличие от фамилий на -ов, где основа чаще оканчивается на согласный, -ин встречается реже, что делает фамилию относительно редкой по словообразовательному типу.

Географически фамилия Замоткин встречается в центральных и северных областях России, особенно в Вологодской, Архангельской и Костромской губерниях. В этих краях слово «замотка» в значении «моток» было в ходу у крестьян, занимавшихся льноводством и ткачеством. Также есть следы фамилии на Урале, куда переселенцы принесли прозвище вместе с диалектом.

Сравнение с однокоренными фамилиями — Замотаев, Замотин, Замотов — показывает, что корень один, но суффиксы разнятся. Замотаев, например, образован от глагола «замотаться» (устать, стать суетливым), а Замоткин — именно от существительного «замотка», что указывает на более конкретное, предметное прозвище. В этом её уникальность: не действие, а вещь или качество.

Версия о происхождении от уменьшительной формы крестильного имени Замятня (редкое имя, от «замятня» — смута, тревога) маловероятна: в документах Замоткины не пересекаются с Замятниными, а фонетический переход сложен. Правдоподобнее всё же бытовое прозвище, связанное с ремеслом или внешностью.