Фамилия Водобшин — редкий случай, когда основа читается сразу, но вот как именно её понимать — вопрос. «Водобой», «водобойня», «водобой» — всё это слова, связанные с водой и силой: так называли место падения воды, водопад, а иногда и мельничную плотину или шлюз. Человек, живший у такого места или работавший на водяной мельнице, мог получить прозвище Водобой. От него и пошла фамилия.

Суффикс -шин указывает на модель образования от прилагательного или прозвища на -ой через притяжательную форму. Сначала было «Водобой» → «Водобошин» (чей? — сын Водобоя). Со временем произошло стяжение, типичное для живой речи: «Водобошин» превратилось в «Водобшин». Выпал гласный «о», и фамилия стала звучать короче и твёрже. Такое фонетическое сжатие встречается у старых русских фамилий, особенно в северных и центральных говорах, где речь стремилась к экономии.

Менее вероятная, но возможная версия связывает основу с диалектным словом «водобша» — так в некоторых областях называли водяную мельницу или запруду. В этом случае фамилия образована напрямую от названия места жительства: человек, живший при водобше, становился Водобшиным. Оба объяснения сходятся на одном: предок носителя фамилии имел прямое отношение к водяной мельнице, плотине или водопаду.

Географически фамилия тяготеет к северо-западу России и Поволжью. Встречается в старых переписях Вологодской, Костромской и Нижегородской губерний — регионах с густой речной сетью и множеством водяных мельниц. Сословно это, скорее всего, крестьяне или мельники — люди, чья жизнь была привязана к реке и её силе. Фамилия не получила широкого распространения и осталась локальной, что только усиливает её связь с конкретным ремеслом и местом.