Фамилия Ветштэйн — очевидный пример фамилии немецкого или еврейского происхождения, записанной кириллицей. Её основа — немецкое слово «Wetzstein» или его вариант «Wetzstein». На русский язык это переводится как «точильный камень» или «оселок» (брусок для правки лезвий). Слово составное: «wetzen» (точить) + «Stein» (камень). Таким образом, прозвище Ветштейн (Wetzstein) давали человеку, который занимался точкой инструментов — ремесленнику, точильщику ножей, ножниц или другого холодного оружия. В средневековых немецких городах точильщики были отдельной профессией, и прозвище легко переходило в фамилию.

Фамилия зафиксирована в форме «Ветштэйн», что необычно. В немецком языке буква «t» перед «s» часто произносится как аффриката «ц», поэтому в русской транскрипции привычнее было бы написание «Ветцштейн» или «Ветцштайн». Вариант с «тш» и «э» — скорее всего, результат поздней записи по слуху, когда носитель языка, не зная немецкой орфографии, записал фамилию так, как услышал. Это указывает на то, что предки носителя могли быть выходцами из немецкоязычных регионов (Германия, Австрия, Эльзас), но уже в XIX–XX веках жили в Российской империи или СССР, где фамилию адаптировали на письме без учёта оригинального произношения.

С точки зрения словообразования, это типичная немецкая фамилия-прозвище, образованная без суффикса — просто перенос прозвища в фамилию. В русском контексте она стоит особняком: суффикса -ов, -ин или -ский нет, что сразу выдает её иноязычное происхождение. Среди однокоренных русских фамилий можно вспомнить разве что редкую фамилию Точилин (от «точить»), но Ветштэйн — прямой перевод на немецкий.

Встречаемость фамилии в России крайне низкая. Она не входит в списки распространённых фамилий еврейского или немецкого меньшинств. Наиболее вероятно, что носители Ветштэйн — потомки немецких колонистов, приглашённых Екатериной II, или еврейских ремесленников из черты оседлости, получивших фамилию по профессии. Точных данных о сословной принадлежности нет, но ремесленный характер основы указывает на мещанское или цеховое происхождение, а не на дворянское.