Фамилия Ватылык — редкая и неочевидная для русского уха. Её происхождение почти наверняка невеликорусское, а украинское или польское, и ключ к разгадке лежит в суффиксе -ык. В украинской ономастике этот суффикс (часто в форме -ик, -ык) выполняет ту же роль, что русские -ов/-ев или -ин: он указывает на принадлежность или родство. Фамилии на -ык обычно образовывались от прозвищ, имён или названий профессий и означали «сын такого-то» или «человек, связанный с тем-то». Таким образом, основа «Ватыл» — это исходное прозвище или имя, от которого и пошла фамилия.

Самая вероятная версия связывает основу «Ватыл» с украинским словом «ватуля» или «ватына». В диалектах юго-западных областей Украины так называли ватную или стёганую одежду, поддёвку, а также просто мягкую, тёплую вещь. Прозвище Ватыла или Ватыл мог получить либо портной, занимавшийся пошивом такой одежды, либо человек, который постоянно носил что-то ватное, утеплённое, возможно, из-за мерзлявости или особенностей работы. Менее вероятно, но возможно, что в основе лежит глагол «ватувати» (сбивать, скатывать шерсть в войлок) — тогда прозвище относилось к валяльщику, ремесленнику по войлоку.

Другая версия, хоть и менее правдоподобная, но возможная для западноукраинских земель, — связь с польским или немецким корнем. В польском есть слово «wat» (вата), а в немецких диалектах — «Watte» (вата, подкладка). Фамилия могла возникнуть в среде переселенцев или ремесленников, пришедших с запада. Однако суффикс -ык типичен именно для украинской модели, поэтому версия с местным прозвищем выглядит убедительнее.

Встречаемость фамилии крайне низкая. В современных базах данных носители Ватылык фиксируются в основном в западных областях Украины (Волынская, Ровенская, Львовская) и, как следствие, в диаспоре. В России фамилия практически не встречается, что лишний раз подтверждает её западноукраинские корни. Социальный состав предков, скорее всего, был крестьянским или ремесленным: портные, валяльщики, шерстобиты. Дворянских родов с такой фамилией не известно.

В написании обращает на себя внимание буква «ы» — это характерная черта украинской орфографии, где «ы» передаёт звук, близкий к русскому «и» в заимствованиях или в положении после твёрдых согласных. В русском языке фамилию могли бы записать как Ватилик или Ватылик, но форма Ватылык сохранила исходное диалектное произношение. Это редкий случай, когда написание фамилии прямо указывает на регион её возникновения.