Фамилия Атарбаев образована от имени Атарбай (фонетический вариант – Отарбай). Оно восходит к крымско-татарскому слову otar – «отара», «пастбище», а также «хутор». Имя Атарбай было образовано при помощи слова «бай» - «богатый, господин» и буквально означает «хозяин пастбища, хутора, большого стада». Давая подобное имя своему сыну, родители надеялись, что в будущем он будет жить в достатке. Таким образом, потомок человека, которого звали Атарбай, со временем получил фамилию Атарбаев. Тюркский корень -огло/-оглу/-оглы (в переводе «потомок, сын») типичен для турецких, гагаузских и прочих тюркских фамилий.