Фамилия Ватуновская — относительно редкая, и её происхождение напрямую связано с топонимом. Скорее всего, она образована от названия населённого пункта вроде Ватуново или Ватуновка. Такие «географические» фамилии на -ский/-цкий в основном носили дворяне, духовенство или выходцы из этих мест, которые при переезде получали прозвание по месту прежнего жительства.

Ключ к разгадке — в основе «Ватун». Это слово не встречается в современном русском языке в качестве нарицательного, но в древнерусских говорах могло означать либо род занятий, либо прозвище человека. Наиболее вероятная версия: «ватун» — это тот, кто имел отношение к вате (например, торговец, шерстобит или изготовитель валяной обуви). В диалектах ватой называли не только хлопок, но и шерстяной войлок. Менее распространённая гипотеза связывает корень с тюркским «батыр» (богатырь, удалец), но для северных и центральных областей России, где фамилия встречается чаще, это маловероятно.

Суффикс -овск- указывает на принадлежность к чему-либо: Ватуновский — значит «относящийся к Ватунову». Такая модель типична для фамилий, которые закрепились за помещиками или священниками, получившими фамилию по названию своего имения или прихода. Женская форма Ватуновская — это либо жена Ватуновского, либо дочь из этого рода.

В отличие от фамилий на -ов/-ин, которые часто давали крестьянам по имени отца, фамилии на -ский в XIX веке чаще встречались в среде духовенства (семинаристы часто получали фамилии по названию сёл) и у дворянства. Поэтому предок-носитель фамилии Ватуновская мог быть либо помещиком, владевшим деревней Ватуново, либо священником из села с таким названием, либо просто переселенцем, которого «прописали» по месту выхода.

География фамилии размыта, но следы ведут в основном в бывшие Псковскую, Тверскую и Смоленскую губернии — регионы, где топонимы с корнем «Ват-» встречаются до сих пор. В современных справочниках фамилия фиксируется как редкая, что делает её носителей носителями довольно точного «адреса» своих корней — где-то на северо-западе России когда-то существовал населённый пункт, давший начало этому роду.