Фамилия Ататманова редкая, и её происхождение не лежит на поверхности — в ней нет привычного славянского корня, который сразу подсказал бы значение. Чтобы разобраться, откуда она взялась, нужно разобрать её по частям и заглянуть в тюркские языки.

Основа фамилии — «Ататман» или «Ататманов». Первая часть, «ата», в тюркских языках (татарском, башкирском, казахском) означает «отец», «предок» или «старший». Вторая часть, «тман», может восходить к слову «тюмень» или «тумен» — военно-административной единице у кочевников, означающей «десять тысяч» или «большое войско». В сочетании «Ататман» могло означать «старший над войском», «предводитель» или «главный военачальник». Это прозвище, которое давали уважаемому, авторитетному человеку, возможно, военному или старейшине.

Суффикс «-ов» указывает на типичную русскую модель образования фамилий от отчества или прозвища: «чей?» — Ататманов, то есть сын или потомок Ататмана. Окончание «-а» в женском роде (Ататманова) — грамматическая норма.

Версия, что фамилия — искажённый вариант от имени Атаман, менее вероятна. Форма «Ататман» с удвоенным «т» скорее указывает на тюркский, а не на славянский источник. В русском языке слово «атаман» заимствовано, но в фамилии «Ататманов» прослеживается более архаичная, возможно, татарская или башкирская основа. Ономасты отмечают, что фамилии с корнем «ата» характерны для регионов, где тюркские языки веками соседствовали с русским.

Географически фамилия встречается в Поволжье и на Урале, в областях с исторически смешанным русско-тюркским населением — например, в Оренбургской и Челябинской областях, а также в Татарстане и Башкортостане. Сословно предки Ататмановых, скорее всего, относились не к дворянству, а к государственным крестьянам, казакам или мещанам — людям, чьё прозвище закрепилось за родом из-за личных качеств или должности основателя. В казачьей среде прозвище «Ататман» могло указывать на выборного командира, но в тюркском прочтении оно подчёркивало скорее родовое старшинство, чем воинскую должность.