Фамилия Атасунцев — редкий пример, где географическая основа почти не вызывает споров. Всё указывает на топоним Атасу: так называется посёлок городского типа в Карагандинской области Казахстана, центр Жанааркинского района. Место известно разработками железной руды, и, судя по фамилии, предок носителя был либо уроженцем этого посёлка, либо какое-то время там жил, получив прозвище Атасунец.

Разберём словообразовательную модель. Основа — Атасун(ец), суффикс -ец указывает на принадлежность к местности («атасунец» — житель Атасу). Затем к этой основе добавился типичный русский фамильный суффикс -ев, который присоединяют к основам на мягкий согласный или на -ц. Схема простая и логичная: географическое название → прозвище жителя → фамилия потомка.

Обратите внимание на написание: в фамилии сохранилась буква «н» (Атасунцев), хотя в названии посёлка её нет (Атасу). Это не ошибка, а закономерность: суффикс -ец при склонении и образовании производных слов наращивает -н- (сравните: «молодец» — «молодцы», но «атасунец» — «атасунцы»). Такая морфонологическая вставка — обычное дело для русского языка.

В ономастических справочниках фамилия не упоминается, что говорит о её редкости и узкой региональной привязке. Вероятно, она возникла не раньше XIX века, когда посёлок Атасу начал развиваться как горнодобывающий центр. Других версий происхождения, например от прозвища по личному качеству или от тюркского имени, нет — слишком прозрачна топонимическая основа.