Фамилия Ватечкин образована от имени или прозвища Ватечка — уменьшительной формы одного из крестильных имён. Скорее всего, в основе лежит имя Иван или, реже, Валентин. В русской народной традиции имя Иван давало множество производных: Ваня, Ванечка, Ванюта, Ванятка. Форма Ватечка возникла путём замены начального «н» на «в» в диалектном произношении (явление, известное как «вэканье» в некоторых южнорусских и белорусских говорах) — так Ваня превращался в Ваню, а Ванечка — в Ватечку. Суффикс -ечк- передаёт ласкательный оттенок, характерный для семейно-бытовой сферы: так звали ребёнка в кругу родных.

Модель фамилии — типичная для северных и центральных областей России: суффикс -ин указывает на принадлежность («чей сын?» — Ватечкин). Это отличает её от фамилий на -ов/-ев, которые преобладают в южных регионах. Географически Ватечкины чаще встречаются в Поволжье и на Урале, что подтверждают данные современных телефонных справочников и архивов XIX века. В переписных книгах Вятской и Пермской губерний фамилия фиксируется с середины XVIII столетия, что связывает её с оброчными крестьянами и государственными крестьянами этих территорий.

Менее вероятная, но не исключённая версия — происхождение от прозвища Ватека, связанного со словом «ватка» (небольшой ком, пучок) или диалектным «ватега» (ленивый, мешковатый человек). Однако в пользу первой гипотезы говорит распространённость уменьшительных форм от Ивана в русской антропонимии: Ватечкин — один из многих вариантов, наряду с Ваниным, Ванечкиным, Ванюшкиным.

Фамилия не относится к числу дворянских или купеческих — её носители в основном крестьяне и мещане. В XIX веке Ватечкины входили в состав сельских обществ Сарапульского и Осинского уездов. Сегодня фамилия редкая, но не исчезающая: по данным на 2020-е годы, в России живёт около полутора тысяч человек с этой фамилией, преимущественно в Удмуртии, Пермском крае и Татарстане.