Фамилия Атаходжаева — женская форма мужской фамилии Атаходжаев, которая образована по самой распространённой в русском языке модели: к основе мужской фамилии добавляется окончание -а. Разбирать её этимологию стоит через мужской вариант, так как именно в нём заложено исходное значение.

Основа фамилии — составное восточное имя Атаходжа. Оно состоит из двух тюркских и арабских компонентов. Первая часть — «ата» (тюрк.) — означает «отец», «предок», а в переносном смысле — «уважаемый человек», «старейшина», «наставник». Вторая часть — «ходжа» (от персидского «хваджа») — в исламской культуре означает «господин», «хозяин», а также почётный титул для потомков пророка Мухаммеда или для знатоков религии, учителей. Таким образом, имя Атаходжа можно перевести как «отец-наставник», «уважаемый господин» или «почтенный ходжа».

Фамилия Атаходжаев (и Атаходжаева) относится к группе фамилий, распространённых среди народов Средней Азии и Казахстана, особенно среди узбеков, таджиков и казахов. В русской среде она закрепилась в результате длительного культурного взаимодействия и вхождения этих регионов в состав Российской империи, а затем и СССР. Фамилия указывает на происхождение от человека, носившего имя Атаходжа, который, скорее всего, был уважаемым членом общины — религиозным деятелем, учителем или старейшиной.

В отличие от многих русских фамилий на -ов/-ев, образованных от крестильных имён или прозвищ, эта фамилия сохраняет прямую связь с восточным именем-титулом. Суффикс -ев здесь не имеет уменьшительного или патронимического значения в русском понимании, а служит лишь для адаптации восточного имени к русской грамматике — по сути, это транслитерация с добавлением родового окончания. Встречаются варианты написания с буквой «а» на конце (Атаходжаева) — для женщин, и без неё (Атаходжаев) — для мужчин, что полностью соответствует правилам русской орфографии для фамилий тюркского происхождения.