Фамилия Атаманюкова — женская форма от Атаманюков, и её разбор стоит начать с суффикса, который сразу выдаёт географию. Суффикс -юк — характерная украинская и белорусская модель, указывающая на происхождение с территорий, где говорят на этих языках. В русской ономастике такие фамилии называют «западнорусскими»: они распространены на Волыни, Подолье, в Галиции и на юге Беларуси. Мужская форма Атаманюков образована от патронима Атаманюк, что значит «сын Атамана» или «потомок Атамана». Суффикс -ук/-юк в этой роли — аналог русского -ов/-ев, но с другим ареалом.

Основа фамилии — слово «атаман». В XVI–XVII веках так называли выборного или назначаемого главу казачьего отряда, позже — сельского старосту или предводителя вольницы. Прозвище Атаман могли дать человеку властному, склонному командовать, либо тому, кто служил или был в родстве с атаманом. В крестьянской среде прозвище нередко закреплялось за старшим в роду, который выполнял распорядительные функции на сходе или в общине. Таким образом, предок носительницы фамилии, скорее всего, жил на юго-западе Российской империи и либо сам носил прозвище Атаман, либо был сыном человека с таким прозвищем.

Стоит отметить, что фамилия Атаманюкова — редкая. Она не встречается в списках массовых русских фамилий и не фиксируется в крупных дворянских родословных. Это говорит о том, что её носители принадлежали к казачьему или крестьянскому сословию, а не к служилому дворянству. В современной России фамилия может быть записана с разными окончаниями: Атаманюков (мужская) и Атаманюкова (женская), но форма на -юков встречается реже, чем на -юк, что подчёркивает её «окающую» адаптацию под русскую грамматику.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями, то Атаманов — более распространённый русский вариант, Атаманчук — украинский с суффиксом -чук, а Атаманюков стоит между ними: сохранил украинскую основу, но прирос русским суффиксом -ов. Такая гибридная модель характерна для фамилий, которые попали в официальные документы уже после переселения носителей в великорусские губернии или при русификации записей в XIX веке.