Фамилия Алатырцев — один из тех редких случаев, когда географическое название почти полностью сохранилось в фамилии без изменений. В её основе лежит топоним Алатырь — название города в Чувашии (основан в 1552 году) и реки, притока Суры. Суффикс -цев указывает на модель образования, типичную для фамилий, которые произошли от названий городов или местностей: Алатырь → алатырец (житель Алатыря) → Алатырцев (потомок этого жителя). Буквально фамилия означает «сын алатырца», то есть выходца из Алатыря.

Интересная деталь: в старину жителей Алатыря могли называть не только «алатырцами», но и «алатырцами» с ударением на второй слог, что отражало диалектное произношение. Само название города, скорее всего, имеет финно-угорские корни (от мордовского «алатырь» — камень, валун), хотя существует и легенда о связи с мифическим камнем Алатырь из русских былин. Эта легенда, однако, не выдерживает критики: камень в фольклоре — символ центра мира, а не топоним, и притягивать его к фамилии стоит лишь как курьёз.

По сословной принадлежности Алатырцевы, скорее всего, были крестьянами или посадскими людьми, переселившимися из Алатырского уезда в другие регионы. Фамилия встречается в основном в Поволжье, особенно в Нижегородской, Ульяновской и Самарской областях, а также в самой Чувашии. Встречаются и варианты написания — Алаторцев (от старого названия города Алатор), но Алатырцев — основной и более распространённый. Сравните с однокоренными фамилиями: Алатырский (более редкая, тоже от города, но с суффиксом -ский, указывающим на дворянское или служилое происхождение) и Алатырёв (от прозвища Алатырь, возможно, от названия камня или реки). Алатырцев же — самая «географическая» и демократичная из них.