Фамилия Водянкин образована от прозвища или нецерковного имени Водянка. В основе лежит слово «вода». В русской ономастике суффикс -ин указывает на принадлежность: «чей?» — Водянкин, то есть сын или потомок Водянки. Модель типична для фамилий, возникших в северных и центральных регионах России, где -ин был основным патронимическим суффиксом.

Прозвище Водянка могло относиться к человеку по нескольким причинам. Самая прямая — род занятий: водонос, тот, кто доставлял воду, или человек, живший у воды, на реке. В крестьянском быту водянкой иногда называли водяную мельницу или человека, работавшего на ней. Есть и другая версия: в диалектах водянкой могли прозвать бледного, водянистого на вид человека или того, кто любил много пить. В словаре Даля зафиксировано значение «водянка» как болезнь, но в качестве прозвища это маловероятно — скорее, имя давали по внешности или ремеслу.

Фамилия Водянкин довольно редкая. Её географическое распространение тяготеет к Поволжью и центральным областям России — местам, где были развиты речные промыслы и водный транспорт. Встречаются однокоренные фамилии: Водянов, Водяников, Водянский. Все они восходят к одному корню, но суффиксы различают региональные традиции образования: -ов чаще на юге, -ин — на севере.

В официальных документах фамилия фиксируется с XIX века. В метрических книгах и ревизских сказках встречаются крестьяне и мещане с этой фамилией. Дворянских родов Водянкиных не зафиксировано — фамилия оставалась в простонародной среде.