Фамилия Алатерцев — редкий случай, когда географическая основа почти наверняка перевешивает личное прозвище. В её центре лежит название реки Алатырь, левого притока Суры, протекающей по Нижегородской области, Мордовии и Чувашии. На этой реке стоит город Алатырь, известный с XVI века. Житель этих мест мог получить прозвище Алатерец — «человек с Алатыря», а его потомки стали Алатерцевыми.

Формант -ев — стандартный русский патронимический суффикс, указывающий на принадлежность: «сын Алатерца». Менее вероятна, но не исключена связь с мифическим камнем Алатырь из русских былин и заговоров. Если бы фамилия пошла от этого образа, она скорее имела бы форму Алатырёв или Алатырский. Прозвище «Алатырь» в значении «упрямый, твёрдый как камень» тоже могло существовать, но его бытовое распространение сомнительно: слишком книжный и сакральный образ у этого камня.

Разберём словообразовательную модель подробнее. Суффикс -ец, от которого образовано прозвище Алатерец, в русском языке традиционно указывает на принадлежность к местности: казан-ец, муром-ец, рязан-ец. Однако в фамилии Алатерцев этот суффикс не присоединяется напрямую к названию города (Алатырь — Алатырец), а через прозвище, что делает её не топонимической в чистом виде, а прозвищно-патронимической. Это сближает её с фамилиями вроде Казанцев, Муромцев, Рязанцев, но с той разницей, что Алатерцев образован не от названия города напрямую, а от прозвища его жителя.

В дореволюционных источниках фамилия встречается в основном в Поволжье — в Симбирской, Нижегородской, Пензенской губерниях. Это подтверждает версию о прозвище по реке или городу. Носители фамилии, скорее всего, были государственными крестьянами или мещанами, переселившимися из Алатырского уезда. Встречаются варианты написания: Алатырцев (с буквой «ы») — более старая форма, отражающая произношение названия реки через «ы» в некоторых говорах. В современных говорах Поволжья до сих пор можно услышать «Алатырь» с твёрдым «ы», что и закрепилось в альтернативном варианте фамилии.