Фамилия Сыроватин образована от прозвища, которое звучало как Сыровата или напрямую от прилагательного «сыроватый». В старину так могли называть человека по двум основным причинам. Первая — внешность или характер: излишне мягкий, недосушенный, как бы «недоделанный» человек, похожий на сыроватое дерево или невысохшую глину. Вторая версия связана с профессией — сыроварением, но здесь есть тонкость. Если бы предок делал сыр, фамилия скорее звучала бы как Сыров или Сырников. Суффикс -атин указывает на отчество от прозвища Сыровата, то есть «сын Сыроваты». А сама основа «сыроват-» в русских говорах могла относиться не только к сыру, но и к чему-то влажному, недозрелому или даже к человеку с бледным, «сырым» цветом лица.

Словообразовательная модель здесь классическая для русских фамилий: суффикс -ин присоединяется к основе на -а. Подобным образом появились Строгатин (от «строгать»), Косолапин (от «косолапый»). Интересно, что фамилия Сыроватин встречается гораздо реже, чем Сыров или Сыроваров, что подтверждает её прозвищное, а не профессиональное происхождение. В словаре Б. Унбегауна «Русские фамилии» подобные примеры разбираются как типичные для северных и центральных областей России, где было распространено называть людей по бытовым признакам.

Встречается фамилия в основном в Тверской, Ярославской и Костромской областях — регионах, где активно развивалось льноводство и обработка дерева. Сыроватым там называли невысушенный лён или сыроватый лес, а затем и человека, который с таким материалом работал. Социальный состав носителей фамилии в XIX веке был преимущественно крестьянским, реже — мещанским. Дворянских родов Сыроватиных не зафиксировано, что тоже говорит о народном, бытовом корне.

Ещё одна версия, хоть и менее вероятная, — связь с рекой Сыроватой, притоком Волги. В таком случае фамилия могла указывать на жителя берегов этой реки, но топонимических подтверждений этому мало: название Сыровата встречается лишь в нескольких мелких речках, и фамилия от него образовалась бы скорее через суффикс -ский. Поэтому основной остаётся версия о прозвище, данном по свойству характера или внешности.