Фамилия Атальян — одна из тех, где на первый взгляд угадывается восточное, скорее всего армянское, происхождение. Типичный армянский суффикс -ян (или -янц) указывает на принадлежность к роду: «из дома такого-то», «потомок такого-то». В основе фамилии лежит личное имя или прозвище Атал. Это нечастая основа, и её разбор упирается в этимологию самого имени.

Самая вероятная версия связывает имя Атал с арабским или тюркским словом «ата» — «отец», «предок», «старший». В тюркских языках «аталык» означало «отцовство» или «воспитатель» (аталык — человек, которому доверяли воспитание сына знатного рода). В армянскую среду это имя могло попасть через многовековые контакты с тюркскими народами. Таким образом, Атальян — это «потомок того, кого звали Атал», возможно, уважаемого старшины, воспитателя или просто человека, носившего прозвище «отец».

Менее убедительна, но тоже встречается версия о связи с арабским именем Аталла (ʿAṭā Allāh — «дар Бога»). В этом случае Атальян могло быть усечённой формой от Аталлаян. Однако в армянской ономастике фамилии на -ян от полных теофорных имён (вроде Аствацатурян — «от Аствацатура») обычно не теряют середину слова. Поэтому версия с «ата» выглядит проще и логичнее.

Географически фамилия Атальян встречается в основном среди армян Западной Армении (историческая территория на востоке современной Турции) и в среде армянской диаспоры. В России она редка, но встречается. Социально носители фамилии могли быть выходцами из ремесленной или торговой среды, хотя конкретных сведений о сословной принадлежности нет.

С точки зрения словообразования фамилия прозрачна: основа Атал- плюс родовой суффикс -ян. Ударение, скорее всего, падает на последний слог: Атальян (как и в подавляющем большинстве армянских фамилий). В написании возможна вариативность: в старых документах можно встретить Аталян (с «я» вместо «ья»), но современная норма закрепила форму с мягким знаком.