Фамилия Атайкин — редкий случай, когда корень почти наверняка тюркский, а суффикс — русский. Основа «Атай» восходит к тюркскому слову «ата» — отец. В башкирском, татарском, казахском языках «атай» означает «мой отец», «батюшка», а в некоторых диалектах — «предок» или просто уважительное обращение к старшему мужчине. Фамилию образовали по стандартной русской модели: к основе добавили суффикс принадлежности -ин, который отвечает на вопрос «чей?». Таким образом, Атайкин буквально — «чей-то сын или человек из рода Атая».

Слово «атай» могло быть личным именем. У тюркских народов до массового перехода на русские имена были распространены имена-прозвища: Атай, Атайка, Аташ. Имя давали не случайно — либо в честь деда (чтобы подчеркнуть, что мальчик похож на отца), либо как оберег. Вторая версия — прозвище. Атаем в некоторых местах называли заботливого, строгого или, наоборот, старшего по возрасту мужчину, который вёл себя по-отцовски. Фамилия фиксирует это прозвище за потомками.

Географически фамилия Атайкин тяготеет к Поволжью и Приуралью. По данным современных справочников, чаще всего она встречается в Башкортостане, Татарстане, Оренбургской и Челябинской областях. Это логично: именно там веками жили башкиры, татары, чуваши, у которых имя Атай было в ходу. После крещения и перехода в православие носители таких имён получали фамилии по отцу или деду — так Атай и стал Атайкиным.

Любопытна морфологическая деталь: суффикс -ин здесь полностью вытеснил более типичный для тюркских фамилий суффикс -ов. Если бы фамилия оформлялась по-татарски, мы бы увидели Атаев. Атайкин же — показатель того, что предки фамилии в какой-то момент перешли в русскую культурную и языковую среду, но сохранили исконное имя в качестве родового. Встречаются варианты написания Атайкын, Атайкинов, но они единичны и обычно — результат ошибок в документах.

Среди носителей фамилии нет широко известных исторических личностей, внесённых в энциклопедии. Это фамилия крестьянская и мещанская, без дворянской родословной. Её обладатели — потомки тех, кто жил в деревнях и сёлах, пахал землю или служил в армии. По переписям XIX века Атайкины записаны в основном как государственные крестьяне Оренбургской губернии.