Фамилия Ватумская — яркий пример того, как географическое название становится родовым именем. Она образована по самой распространённой для таких случаев модели: от названия населённого пункта с помощью суффикса -ск-, указывающего на принадлежность или происхождение. Окончание -ая — типичное для полных прилагательных женского рода, что в сочетании с суффиксом даёт значение «родом из Ватум» или «из Ватумска».

Корень «ватум-» не имеет очевидных славянских параллелей. Это даёт основания предполагать, что топоним мог быть заимствован, вероятнее всего, из финно-угорских языков, широко распространённых на севере европейской части России. Например, в карельском и вепсском языках есть слово «vatu» — «мелкий, неглубокий» (о водоёме) или «vađđa» — «залив, губа». Таким образом, «Ватума» или «Ватум» могло означать «мелкое озеро» или «заливное место». В пользу этой версии говорит и географическая привязка: фамилия Ватумская встречается в основном в северо-западных регионах России, в частности в Ленинградской области и Карелии, где топонимика финно-угорского происхождения — обычное дело.

Мужской вариант фамилии — Ватумский. В дворянской среде такие фамилии на -ский часто указывали на владение поместьем или происхождение из родового имения. Однако для крестьян и мещан, которые получали фамилии при переписях или переездах, «Ватумский» мог быть просто указанием на место рождения — деревню Ватумы или село Ватумское. Зафиксировать точный населённый пункт сегодня сложно: многие мелкие деревни исчезли с карты или сменили название.

В отличие от фамилий на -ов/-ев, которые привязаны к личному имени или прозвищу, Ватумская сразу выдаёт территориальное происхождение. Это ставит её в один ряд с такими фамилиями, как Онежская, Ладожская, Ильменская — все они связаны с конкретными географическими объектами. При этом суффикс -ск- с окончанием -ая в женском роде встречается реже, чем в мужском, что делает фамилию заметной в документах.

Сословная принадлежность носителей фамилии не реконструируется однозначно. В метрических книгах XIX века Ватумские встречаются и среди государственных крестьян, и среди мещан. Редкость фамилии говорит о том, что она не получила широкого распространения за пределами исходного региона и, скорее всего, происходит из одного или нескольких близлежащих селений.