Фамилия Атамнова — женская форма мужской фамилии Атамнов, и её разбор стоит начать не с корня, а с суффикса. Модель на -ов — одна из самых распространённых в русском языке, но здесь она наложилась на основу, которая сама по себе редкость. Суффикс указывает на принадлежность: Атамнов — это буквально «сын Атамна» или «человек из семьи Атамна». Вопрос в том, что скрывается под этим «Атамн».

Самая вероятная версия — прозвищное происхождение от слова «атаман». В русских говорах и документах XVI–XVII веков форма «атамн» (без редуцированной гласной) встречается как вариант произношения. Атаманом называли выборного или назначенного главу: казачьего, разбойничьего, а также старшего на промысле или в артели. Прозвище Атамн могли дать человеку властному, склонному командовать, либо тому, кто действительно занимал такую должность. Переход «атаман» → «Атамн» — это обычное для живой речи стяжение: безударная гласная выпала, и получилась более короткая основа.

Менее вероятная, но не исключённая версия — связь с тюркским именем Атам (в переводе «отец», «предок»). В этом случае фамилия могла возникнуть у крещёных татар, башкир или других народов Поволжья, где имя Атам бытовало. Однако суффикс -ов типичен для обрусевших тюркских фамилий, и тогда Атамнов значило бы «потомок Атама». Но против этой гипотезы говорит то, что в таком случае мы бы ожидали форму Атамов, а не Атамнов. Лишняя буква «н» в основе — сильный аргумент в пользу прозвища «Атамн» от «атаман».

Географически фамилия Атамнов (и Атамнова) встречается точечно, преимущественно в южных регионах России и в Поволжье — там, где казачья или артельная культура была сильна. Это косвенно подтверждает первую версию: прозвище от «атаман» должно было закрепиться именно в такой среде.

Таким образом, носительница фамилии Атамнова может считать, что её предок по мужской линии получил прозвище Атамн — скорее всего, за характер или должность, напоминавшие атаманскую. Фамилия не дворянская и не крестьянская в узком смысле: она из той среды, где прозвища давали по социальной роли, а не по ремеслу или отцу.