Фамилия Ваткалов образована по классической русской модели с помощью патронимического суффикса -ов. Её основа — прозвище или нецерковное имя Ваткал. В русской ономастике это слово не встречается в словарях древнерусских имён, что сразу указывает на его вероятное региональное или диалектное происхождение.

Самый прямой путь к объяснению — через слово «ватка». В северных и сибирских говорах ваткой называли рыбацкую сеть, а также особый вид ткани или валяного войлока (ср. «ватный»). Тогда Ваткалом могли прозвать рыбака, мастера по изготовлению сетей или торговца тканями. Суффикс -ал в русских прозвищах встречается редко, но он характерен для диалектной лексики, часто с оттенком деятеля или носителя признака: «зубоскал», «задирала», «кусала». Ваткал — человек, имеющий дело с ваткой, либо получивший прозвище по внешности (например, «ватный», то есть мягкий, рыхлый).

Вторая, менее вероятная версия — связь с тюркскими языками. В татарском и башкирском «ват» означает «время», «пора», а суффикс -кал может быть остатком апеллятива. Но убедительных параллелей нет, и такая гипотеза выглядит натянутой: фамилия не имеет массового распространения в Поволжье, где тюркское влияние сильнее.

Географически фамилия Ваткалов редкая. Основные очаги — Урал и Западная Сибирь, что подтверждает связь с русским северным диалектом, который принесли переселенцы. В центральных областях России она почти не встречается. Сословно носители, скорее всего, относились к крестьянам или ремесленникам, а не к дворянству, так как фамилия не фиксируется в родословных книгах.

Однокоренных фамилий немного: Ваткин, Ватченко, Ватников. Ваткалов стоит особняком из-за редкой модели образования — прозвище на -ал, которое затем получило стандартный суффикс -ов. Это делает фамилию ценной для ономастов как пример живой народной словообразовательной игры, не попавшей в официальные святцы.