(Havelte 1924) Archeoloog. Zoon van Albert Waterbolk.

Studeerde biologie en archeologie aan de Rijksuniversiteit te Groningen. Van 1945-1951 in verschillende posities werkzaam als assistent palynologie van A.E. van Giffen. Van 1951 tot 1954 werkzaam bij de BPM. Promoveerde in 1954 op De prehistorische mens en zijn milieu, een palynologisch onderzoek naar de menselijke invloed op de plantengroei van de diluviale gronden in Nederland. Volgde in dat jaar Van Giffen op als hoogleraar-directeur van het Biologisch-Archaeologisch Instituut. Ging in 1987 met emeritaat.

Waterbolk voerde tal van opgravingen uit in Drenthe, Groningen, Friesland, Limburg, Zwitserland en Syrië. Hij had een bijzondere belangstelling voor nederzettingsonderzoek en groef nederzettingen op in Elp, Odoorn en Gasselte. Publiceerde uitvoerig over de typologie van prehistorische en middeleeuwse huisplattegronden, versterkte nederzettingen in Noord-Drenthe (‘Walled enclosures of the Iron Age in the north of The Netherlands’, Palaeohistoria 19 (1977) 97-172), nederzettingsterritoria en bewoningscontinuïteit. Schreef diverse synthetiserende studies (‘Das mittelalterliche Siedlungswesen in Drenthe. Versuch einer Synthese aus archäologischer Sicht’, in: H.W. Böhme (red.), Siedlungen und Landesausbau zur Salierzeit, I. In den nördlichen Landschaften des Reiches (Sigmaringen 1991) 47-108; ‘Archeologie’, in: J. Heringa e.a. (red.), Geschiedenis van Drenthe (Meppel/Amsterdam 1985) 15-90). Publiceerde voorts over het gebruik van C14-dateringen in de archeologie, de door amateur-archeoloog T. Vermaning aangedragen middenpaleolithische artefacten van Hijken en Hoogersmilde (met J.D. van der Waals; zie ook Stapert) en het Drentse landschap (Uit het leven van een landschap. Geschiedenis van de zorg voor natuur en landschap in Drenthe (1999)). Sinds 1970 lid van de Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen.