Фамилия Ватлаева — женская форма, в основе которой лежит мужское прозвище Ватлай. Его происхождение неоднозначно, и ономасты выделяют несколько версий. Самая распространенная связывает прозвище с диалектным глаголом «ватлать». В нижегородских говорах он означал «толсто, грубо прясть» — от слова «ватола», то есть грубая крестьянская ткань. Если предок получил такое прозвище по роду занятий, он мог быть ткачом или ремесленником, изготавливавшим сукно.

Однако в вятских говорах тот же глагол имел переносное значение: «мямлить, говорить вяло и несвязно», «молоть вздор». В тамбовских — «пачкаться, мараться». В этих случаях прозвище Ватлай уже характеризовало не профессию, а особенности речи, поведения или даже неряшливость.

Существует и третья, менее распространенная версия — заимствование из польского языка, где watly означает «слабый, болезненный». Тогда прозвище могло указывать на физическое состояние или хрупкое телосложение основателя рода. Какая из гипотез верна для конкретной семьи, без генеалогического исследования сказать сложно, но все они укладываются в типичную модель: русские фамилии на -ев/-ов часто образовывались от прозвищ, описывавших человека через его дело, характер или внешность.