Фамилия Ватолкина — женская форма фамилии Ватолкин, и её происхождение напрямую связано с прозвищем или профессией предка. Основа фамилии — слово «ватола», которое в русских говорах имело несколько значений. В первую очередь, ватолой называли грубую, толстую ткань или одежду из неё, что-то вроде войлока или дерюги. В переносном смысле «ватолой» могли прозвать человека неряшливого, небрежно одетого, либо, наоборот, крепкого и плотного телосложения — «толстого как ватола».

Суффикс -ин указывает на принадлежность: Ватолкин — «сын Ватолы» или «человек из рода Ватолы». Модель образования типична для северных и центральных русских регионов, где фамилии на -ин распространены особенно широко. В отличие от фамилий на -ов/-ев, которые чаще образовывались от имён и прозвищ на твёрдый согласный, -ин присоединялся к основам на -а, -я. Таким образом, Ватолкин — фамилия патронимическая, но не от крестильного имени, а от уличного прозвища.

Интересная деталь: слово «ватола» не является общеславянским. Оно встречается преимущественно в севернорусских и сибирских говорах, что сразу сужает географию фамилии. Вероятнее всего, предки Ватолкиных жили в Архангельской, Вологодской или Вятской губерниях, а возможно, и в Пермском крае. В этих местах ватолой называли также особый вид грубого сукна, которое крестьяне ткали сами для верхней одежды. Поэтому существует и вторая, не менее правдоподобная версия: Ватолкин — потомок ткача или торговца ватолой, то есть прозвище могло быть профессиональным.

Встречается и редкая альтернативная гипотеза, связывающая фамилию с диалектным глаголом «ватолить» — болтать, пустословить. Однако эта версия менее убедительна, так как глагол значительно менее распространён, чем имя существительное «ватола», а фамилии от глагольных основ для русского языка нетипичны. Так что, скорее всего, первый Ватолкин был либо человеком с грубоватой внешностью или одеждой, либо мастером, работавшим с грубой тканью.