Фамилия Атасунцев — редкий случай, когда прозвище, лёгшее в её основу, почти наверняка связано с конкретным географическим объектом. Речь идёт о посёлке городского типа Атасу в Карагандинской области Казахстана. Это крупный центр добычи железной руды, и можно предположить, что предок носителей фамилии был выходцем оттуда — либо уроженцем, либо человеком, долгое время там жившим. Прозвище Атасунец, таким образом, указывало на его происхождение или место жительства, а потомки уже получили фамилию по отцу: Атасунцевы.

Словообразовательная модель здесь прозрачна: к топониму Атасу добавился суффикс -ец, типичный для обозначения жителя местности (ср. «иркутянец», «туляк»), а затем стандартный русский фамильный суффикс -ев. Поскольку основа оканчивается на мягкий согласный (не на -ов, -ин), мы видим именно -ев, а не -ов. Важно, что фамилия эта — не древняя, а скорее поздняя, сформировавшаяся не ранее XVIII–XIX веков, когда такие «географические» прозвища стали закрепляться в качестве фамилий у крестьян и мещан.

Интересно и само название Атасу. В тюркских языках «ата» означает «отец», «предок», а «су» — «вода». Буквально — «отцовская вода» или «вода предков». Это распространённый гидроним, встречающийся в Казахстане и Средней Азии. Поэтому фамилия Атасунцев, хоть и звучит по-русски, хранит в себе тюркский корень, что неудивительно для регионов, где веками смешивались славянское и степное население. Точное время возникновения фамилии установить сложно, но её носители, скорее всего, имеют корни в среде уральских или сибирских казаков, переселенцев или горняков, осваивавших казахские степи в XIX — начале XX века.