Фамилия Атангулова — женская форма от Атангулов, и её происхождение напрямую связано с тюркским миром, в первую очередь с башкирами и татарами. В основе лежит составное имя Атангул, которое переводится как «раб отца»: «ата» — отец, «кул» — раб или слуга. Важно понимать, что в мусульманской ономастике компонент «кул» не несёт унизительного смысла, а, наоборот, указывал на смиренность перед Всевышним или старшими, поэтому такие имена были широко распространены.

Модель образования фамилии типична для тюркских фамилий, которые русифицировали, добавив суффикс -ов/-ев. В исходной башкирской или татарской форме фамилия звучала бы как Атангулов (от Атангул + -ов). Окончание -а в женском варианте — стандартный русский грамматический показатель, не меняющий смысла, а лишь указывающий на пол носителя.

Географически фамилия прочно привязана к Южному Уралу и Зауралью. Чаще всего носителей можно встретить в Башкортостане, Челябинской и Оренбургской областях. В Татарстане она тоже встречается, но реже. Эта география сужает круг возможных предков: скорее всего, это были башкиры-вотчинники или тептяри — сословие, платившее ясак и жившее на башкирских землях.

В архивных документах фамилия могла записываться по-разному: Атангулов, Отангулов, Атанкулов. Вариант с буквой «г» в корне — результат оглушения в устной речи, которое потом закрепилось на письме. Если предок был записан как Атанкулов, это указывает на более точную передачу тюркского произношения.

Фамилия Атангулова целиком принадлежит к пласту тюркских фамилий, образованных от личных имён, и не имеет отношения к русским корням или дворянским родам. Её носители — потомки людей, живших в общинно-родовом укладе, где имя Атангул было не редкостью. В современных справочниках фамилию иногда ошибочно связывают с мордовскими языками, но это маловероятно: основа «ата» (отец) и «кул» (раб) — однозначно тюркские, и альтернативная версия не выдерживает критики.