Фамилия Водопьянова образована от прозвища Водопьян. Вопреки возможной догадке, так называли не любителя выпить воды, а человека, который много её пил — водохлёба. Часто такое прозвище давали трезвеннику, принципиально не употреблявшему спиртного, и это была насмешливая или одобрительная характеристика.

Прозвище состоит из двух корней: «вод» (вода) и «пьян» (от глагола «пить»). Модель образования — типичная для русских прозвищ, описывающих привычку или образ жизни: сращение глагольной основы с объектом действия. Суффикс -ов- в фамилии указывает на принадлежность: «Водопьянов» — сын Водопьяна, потомок человека с таким прозвищем.

В «Ономастиконе» С. Б. Веселовского зафиксированы ранние носители: Гридя Водопьян, бортник (добытчик мёда диких пчёл), живший в XVI веке в Суздале; Водопьян Кузьмич Кутуков (1597 год, Рязань). Отдельно упоминаются Водопьяновы — крестьяне и посадские люди XVI века в Новгороде. Эти записи показывают, что фамилия бытовала в разных социальных слоях и регионах: от северных земель до центральной России.

Самый известный носитель фамилии — лётчик Михаил Васильевич Водопьянов (1899–1980), Герой Советского Союза, генерал-майор авиации. В 1934 году он участвовал в спасении экипажа парохода «Челюскин», а в 1937 — в воздушной экспедиции на Северный полюс. В годы Великой Отечественной войны командовал авиационной дивизией. Его биография закрепила за фамилию ассоциацию с полярной авиацией и героизмом, хотя корни её уходят в бытовое прозвище, данное за необычную привычку пить много воды.