Фамилия Ватылева — редкий случай, где суффикс и основа тянут в разные стороны, заставляя искать неочевидное объяснение. На первый взгляд, форма на «-ев» указывает на притяжательное прилагательное: «чей?» — Ватылев, то есть сын или потомок человека по имени или прозвищу Ватыль. Но самого имени «Ватыль» в русских святцах нет, и как самостоятельное прозвище оно встречается крайне редко.

Скорее всего, перед нами диалектное или профессиональное прозвище, перешедшее в фамилию. В русских говорах есть слово «ватыль» — так в некоторых областях называли валёк для выколачивания белья или, реже, неуклюжего, медлительного человека. Если предок носил такое прозвище, его могли дать либо по занятию (изготовитель или продавец таких вальков), либо по внешности или характеру. Вторая версия — искажение более частотной фамилии Ватулев, где основа «ватуль» могла быть уменьшительной формой от имени Ватута (разговорный вариант крестильного имени Ватута, встречавшегося в новгородских землях). Однако в фамилии Ватылева звук «ы» вместо «у» в корне — устойчивый признак, а не случайная описка, что говорит о самостоятельном пути.

Географически фамилия тяготеет к северным и северо-западным областям России, особенно к Архангельской и Вологодской губерниям, где диалектные слова на «-ыль» и «-ыля» встречались чаще. Там же хорошо сохранились архаичные прозвищные фамилии, не попавшие в общерусский реестр. Сословно носители почти наверняка были крестьянами или ремесленниками: фамилия не дворянская, не духовная, а бытовая, образованная от местного словечка.

Таким образом, значение фамилии Ватылева можно свести к двум основным версиям: либо «потомок того, кого называли Ватылем» (по профессии или характеру), либо, что менее вероятно, — результат фонетического сдвига от Ватулев. Первая версия проще и логичнее, так как не требует домысливать утраченное имя.