Фамилия Атавовы (в мужском роде — Атавов) образована от личного имени Атав. Это имя восходит к осетинскому глаголу «атавын» — «погреть, пригреть». Скорее всего, так могли назвать долгожданного или младшего ребёнка, либо человека с мягким, заботливым характером. Модель образования фамилии типична для кавказского региона: к основе имени прибавили русский патронимический суффикс -ов, который указывает на принадлежность («чей?» — потомок Атава). Встречаются фамилии и с другим окончанием — Атав, без суффикса, что характерно для некоторых народов Северного Кавказа.

Интересно, что имя Атав не единично в ряду кавказских имён-характеристик. Похожим образом у адыгов образовывали имена по внешним или социальным приметам: Калашау («городской парень»), Хагур («худой, тощий»), Учужук («сын ставшего на ноги»), Гучешау («сын кузнеца»). Атав же стоит в этом ряду как имя, данное по внутреннему качеству — теплоте, способности согреть.

Фамилия Атавовы встречается преимущественно среди осетин, а также у народов, исторически связанных с Осетией. Распространение русского суффикса -ов в осетинских фамилиях объясняется длительным культурным и административным влиянием России на Кавказе, начиная с XIX века. Именно тогда многие местные имена и прозвища были зафиксированы в документах в стандартной русской форме.

С точки зрения словообразовательной модели, фамилия Атавовы — типичный пример того, как кавказское личное имя, отражающее бытовую или эмоциональную характеристику, превратилось в наследственное родовое именование. Никакой альтернативной версии происхождения от тюркских или арабских корней у этой фамилии нет: осетинская основа «атавын» объясняет значение наиболее прямо и без натяжек.