Фамилия Вотрин образована от прозвища Вотря. Слово «вотря» в русских говорах имело несколько значений. Первое — «обитый пустой колос; мелкая солома, остающаяся после молотьбы хлеба и идущая в корм скоту; сечка». Второе — «железные или медные опилки и стружки, от отделки вещи терпугом, на токарном стане, от сверления». Оба значения прямо указывают на род занятий: предок носителя фамилии мог работать на молотилке или быть токарем. Однако в тверских и псковских говорах «вотря» имела иное значение — так могли назвать человека, который много и часто ест, то есть прозвище давалось по привычке или особенности поведения.

Есть и другая версия происхождения. В Смоленской области, в Духовщинском и Ярцевском районах, протекает река Вотря — правый приток Вопи. Если человек жил на её берегу, его могли прозвать по месту жительства, и это прозвище со временем закрепилось как фамилия. Таким образом, фамилия Вотрин могла возникнуть либо от профессионального прозвища, либо от топонима.

Модель образования проста: суффикс -ин указывает на принадлежность, то есть «сын Вотри». Это типичная русская фамилия, сформированная по патронимическому типу.