Фамилия Водотынская, как и многие фамилии на -ский, указывает на географическое происхождение. Обычно такие фамилии получали дворяне по названию своего поместья, или, что чаще, выходцы из духовенства — по названию села или церкви, где служил предок. Основа «Водотын-» почти наверняка связана с названием населенного пункта — скорее всего, села или хутора Водотын, Водотынь или Водотынка.

Корень здесь прозрачный: «вода» и «тын». Тын — это сплошной забор из вертикальных бревен, частокол, древнейший тип укрепления. «Водяной тын» — вероятно, некая конструкция на воде: запруда, укрепленный берег, огороженная часть реки для ловли рыбы или защиты от ледохода. Слово могло стать прозвищем человека, жившего у такой постройки, а потом — названием целого поселения. В пользу этой версии говорит и то, что в украинских и белорусских говорах «водотын» фиксируется как название плетня или закола для рыбы.

Модель образования проста: к основе «Водотын» добавили типичный суффикс -ск-, а затем окончание -ий (в мужском роде). Фамилия, скорее всего, сформировалась в среде духовенства или мелкопоместного дворянства юго-запада России, где топонимы с корнем «тын» встречаются чаще, чем на севере. Встречается написание через «а» — Водатынский, что может быть диалектным вариантом или следствием аканья.

География бытования фамилии неширокая. По данным открытых источников, основные следы ведут в Черниговскую и Киевскую области. Фамилия редкая, что говорит о её локальном происхождении: предки, вероятно, происходили из одного конкретного села. Искать «Водотын» на современных картах бесполезно — скорее всего, топоним исчез или изменился, но в писцовых книгах XVII–XVIII веков он мог упоминаться.