Фамилия Ватузова образована от прозвища Ватуз. В его основе лежит глагол «ватовать» — «подбивать, подстегивать, класть вату, стегать». Скорее всего, прозвище было профессиональным: так могли назвать мастера, который занимался стеганием одежды, изготовлением ватных или стеганых вещей. В крестьянском и ремесленном быту это было заметное занятие, и прозвище легко закреплялось за человеком, а затем переходило к его детям как фамилия.

Возможна и другая версия: Ватузом могли прозвать человека, который одевался очень тепло, часто не по погоде, кутался в ватную одежду. В таком случае прозвище отражало бытовую особенность или характер — например, привычку зябнуть или чрезмерную заботу о тепле.

Фамилия Ватузова — женская форма от Ватузов. Мужской вариант, Ватузов, построен по стандартной русской модели: к основе прозвища добавился суффикс -ов, указывающий на принадлежность («сын Ватуза»). Это одна из самых распространённых моделей образования русских фамилий, особенно в северных и центральных губерниях.

Фамилия редкая. Встречается преимущественно в центральной России и Поволжье. Среди однокоренных — Ватутин, Ватулин, образованные от тех же корней, связанных с ватой и ватным ремеслом.