Фамилия Водомеровы — один из тех редких случаев, где прозвище, лёгшее в основу, почти не вызывает споров. Она происходит от слова «водомер». В отличие от многих «профессиональных» фамилий, здесь сразу несколько возможных занятий предка.

Самая прямая версия — человек, который измерял воду. В России это мог быть либо служащий, отвечавший за учёт воды на мельницах, плотинах или в городском водопроводе (должность существовала с XVIII века), либо мастер, изготавливавший или устанавливавший водомерные приборы. Но есть и более древняя, бытовая версия: водомером в народе называли того, кто брал плату за водопой скота или за пользование колодцем. Такие люди были не ремесленниками, а своего рода смотрителями водного ресурса.

Модель образования типична для русских фамилий: суффикс -ов- присоединился к основе «Водомер», что указывает на принадлежность («чей?» — Водомеров, то есть сын или потомок Водомера). Интересно, что в старых документах встречается и вариант Водомеров с ударением на «о» (Водомеров), и на «е» (Водомеров), но современная норма фиксирует второй вариант.

Географически фамилия не привязана к одной области. Водомеровы встречаются и в центральных губерниях (Тверская, Московская), и на Русском Севере, где водный промысел и мельничное дело были особенно развиты. В отличие от фамилий на -ский, которые часто указывали на дворянское происхождение, Водомеровы — однозначно крестьянская или мещанская фамилия: прозвище по занятию, а не по владению землёй.

Сравните с однокоренными: Водомеркин (с уничижительным суффиксом), Водомерский (возможная искусственная фамилия в семинарской среде, но маловероятная). Водомеров — самая органичная и древняя форма, сохранившая память о человеке, чья работа была связана с водой не как с ремеслом (водовоз, водолаз), а как с учётом и контролем.