Фамилия Алатарцева — женская форма от Алатарцев, а та, в свою очередь, образована от прозвища Алатарец. Так в старину могли назвать выходца из города Алатырь (в старом произношении — Алатарь) или человека, жившего на берегу одноимённой реки. Географическая привязка здесь прямая и самая вероятная: прозвища по месту жительства давали сплошь и рядом, особенно когда человек переселялся в другой край и становился «чужим» для местных.

Название города и реки Алатырь — предмет споров лингвистов. Самая распространённая гипотеза возводит его к тюркскому «ала» — «белый» и чувашскому «тар» — «камень». Получается «белый камень». В славянской мифологии «алатырь» — это чудодейственный камень, способный лечить и творить чудеса; он упоминается в заговорах и былинах. Однако связывать напрямую мифический камень с фамилией Алатарцева стоит осторожно: скорее всего, прозвище всё-таки оттолкнулось от реального топонима, а не от сказочного образа, хотя народная этимология могла их сближать.

Первое письменное упоминание Алатыря в русских летописях относится к 1552 году, хотя поселение на этом месте, по мнению археологов, существовало задолго до того. Фамилия Алатарцев (и Алатарцева) — типичная «топонимическая» фамилия, каких много в Поволжье и центральной России. По суффиксу -ев она относится к патронимическому типу, но в основе лежит не имя, а название жителя: «чей?» — Алатарцев, то есть сын Алатарца.

Важная деталь, которая отличает эту фамилию от множества других на -цев: в ней сохранился вариант написания через «а» во втором слоге (Алатарцев), тогда как официальное название города пишется через «ы» — Алатырь. Это говорит о том, что прозвище закрепилось в устной речи до того, как написание топонима окончательно унифицировали. В документах XVII–XVIII веков можно встретить обе формы — Алатарец и Алатырец; первая со временем стала фамилией, вторая могла дать начало фамилии Алатырцев (она тоже встречается, но реже).

Таким образом, предок носительницы фамилии Алатарцева — человек, который либо родился в Алатыре, либо долго там жил, а потом перебрался на новое место. По сословной принадлежности это мог быть как посадский или крестьянин, так и служилый человек: Алатырь в XVI–XVII веках был крепостью на юго-восточной границе Московского государства, и выходцы оттуда нередко оказывались на военной или сторожевой службе.