Фамилия Водолазова — женская форма от мужской Водолазов, а та, в свою очередь, пошла от прозвища Водолаз. В основе лежит народная профессия: водолазами называли людей, которые погружались под воду для конкретных работ. Чаще всего это была добыча жемчуга в северных реках — такой промысел процветал, например, в Карелии и Новгородской губернии. Но прозвище могли дать и просто отличному пловцу, а то и «моржу» — человеку, который купался в проруби зимой.

Модель образования простая: суффикс -ов присоединили к основе прозвища, а окончание -а указывает на женскую ветвь рода. В документах фамилия встречается с XVII века, но в основном в южных и центральных регионах России, что неожиданно для «водной» фамилии. Возможно, первые Водолазовы были переселенцами с Севера.

В словаре Б. Унбегауна русские фамилии на -ов/-ев считаются самыми массовыми, и Водолазова — типичный их представитель: прозвище стало родовым именем без переосмысления. Других версий происхождения, кроме профессиональной, у этой фамилии нет — она прозрачна и однозначна.