Фамилия Замотохина — женская форма фамилии Замотохин, и её разговорная основа сразу бросается в глаза: «мотоха». В русских говорах, особенно северных и сибирских, «мотоха» означала человека мотоватого, нерасчётливого, склонного тратить деньги и добро попусту. Слово образовано от глагола «мотать» в значении «расточать, проматывать». Приставка «за-» в таких прозвищах часто усиливала значение: Замотоха — это не просто мот, а человек, который «замотал» всё до нитки, то есть крайне небережливый, транжира. Прозвище могли дать в насмешку или как предостережение, и оно закрепилось за родом.

Суффикс «-ин» в фамилии указывает на принадлежность: «чей сын?» — Замотохин, то есть сын или потомок Замотохи. Эта модель типична для русских фамилий, образованных от прозвищ и имён, оканчивающихся на гласный или мягкий согласный. В отличие от патронимических фамилий на «-ов», которые чаще встречаются у носителей с корнями в центральных и южных регионах, фамилии на «-ин» исторически преобладали на севере и северо-востоке Руси, в том числе в Поволжье и Приуралье. География бытования фамилии Замотохин сегодня подтверждает это: наибольшая концентрация носителей фиксируется в Кировской области, Пермском крае и Удмуртии.

Менее вероятная, но возможная версия связывает основу с диалектным словом «мотох» — так в некоторых говорах называли суетливого, беспокойного человека, который «мотается» туда-сюда. Однако и в этом случае значение близко: прозвище давали по поведению, а не по занятию. Ремесленной или профессиональной основы у фамилии нет — предки Замотохиных не были, скажем, мотальщиками ниток или ткачами. Это чисто бытовое, характеризующее прозвище, каких в русской ономастике большинство.