Фамилия Уотсон — одна из тех, что обманывает русского читателя своим английским написанием. На слух она кажется исконно британской, но по модели образования ничем не отличается от русских Ивановых или Петровых. Это типичная отчество (патроним): Watson — «сын Уота». А Уот — это средневековая сокращённая форма имени Уолтер (Walter). В русской передаче Уолтер стал Уотом, а его сын — Уотсоном.

Модель образования здесь та же, что и в фамилиях на -ов/-ев в славянских языках. Английский суффикс -son (сын) выполняет ту же роль, что русское -ович или немецкое -sohn. Получается, что любой Уотсон — это потомок человека по имени Уолтер. Само имя Уолтер древнегерманское, составлено из основ wald (править, власть) и heri (войско). То есть в глубокой древности Уотсон означал «сын того, кто правит войском», но к моменту закрепления фамилии это имя стало просто бытовым.

В Англии фамилия Watson встречается повсеместно, но особенно плотно — в северных графствах и в Шотландии. На севере Британии имя Уолтер было популярно из-за нормандского влияния, и в шотландском варианте оно дало клан Watson, который исторически входил в состав клана Buchanan. В Шотландии фамилия могла закрепиться и как гэльская калька: Mac Bhàtair (сын Уолтера), но в англизированной форме всё равно записывалась как Watson.

В русском контексте фамилия Уотсон — явление позднее, книжное. Она появилась в XIX веке с переводами английской литературы и с именами учёных. В дореволюционных справочниках её писали и как Ватсон (по произношению) и как Уотсон (по транслитерации). Сейчас в России оба варианта сосуществуют: Ватсон чаще встречается в бытовом общении, Уотсон — в официальных документах и у тех, кто хочет подчеркнуть английское происхождение. В любом случае, исторической русской фамилией Уотсон не стала — это скорее фамилия переселенцев или литературных персонажей.