Фамилия Вятлев — редкая, но прозрачная по происхождению. Её основа — река Вятка, а точнее, прозвище человека, который оттуда родом: «Вятля». В русских говорах «вятля» или «вятич» — житель Вятской земли. Суффикс -ев указывает на притяжательную модель: «чей сын?» — Вятлев, то есть сын Вятли.

Интересно, что в фамилии нет самого распространённого для таких случаев суффикса -ин (Вяткин), а стоит -ев. Это говорит о том, что прозвище Вятля склонялось по мужскому типу (как «дядя», «Ваня» — Вятля, родительный падеж Вятли). Отсюда и закономерное «Вятлев», а не «Вятлин». Такая модель встречается реже, чем фамилии на -ин от имён на -а/-я, поэтому Вятлев выделяется даже на фоне однокоренных Вяткиных и Вятских.

Вторая версия, менее вероятная, связывает фамилию с диалектным глаголом «вять» — говорить невнятно, мямлить. Но в этом случае ожидалась бы форма Вятлев от прозвища Вятель (с суффиксом -тель), а не от Вятля. Географическая привязка к Вятке выглядит убедительнее: переселенцы с севера или северо-востока России часто получали такие «речные» прозвища.

Фамилия не была распространена среди дворянства или купечества. Скорее всего, предки Вятлевых — крестьяне или посадские люди, которые в XVI–XVII веках переселились за Урал, в Сибирь или в центральные губернии. В современных справочниках фамилия встречается точечно, без ярко выраженного ареала, что подтверждает её локальное происхождение от небольшой группы переселенцев.