Фамилия Атигаев — яркий пример того, как тюркское имя, попав в русскую среду, обросло типично русским фамильным суффиксом. Основа здесь — тюркское мужское имя Атигай (или Атыгай). В разных тюркских языках это имя могло означать «жеребенок» (от «ат» — конь, лошадь) или же быть производным от глагола со значением «стрелять», «метать». В любом случае, имя было звучным, энергичным и нередко давалось мальчикам, от которых ждали силы и ловкости.

Фамилия образована по самой распространенной в России модели: к основе на согласный прибавили суффикс -ев (фонетический вариант -ов после мягких и шипящих). Получается, что Атигаев — это буквально «сын Атигая», «потомок Атигая». Такая модель в XVI–XVII веках закрепилась за русскими фамилиями нерусского происхождения, особенно у служилых татар, башкир и представителей других народов, входивших в состав Московского государства.

Географически фамилия чаще всего встречается в Поволжье и на Южном Урале — в Татарстане, Башкортостане, Оренбургской области. Это указывает на корни предков из числа казанских или оренбургских татар, а также башкир. В этих регионах имя Атыгай (Атигай) было хорошо известно, а в некоторых диалектах сохранилось и как прозвище.

Если копнуть глубже, то имя Атигай может восходить к более древнему антропониму — Атыгай, который встречается в родословных некоторых башкирских племен. В таком случае фамилия несет в себе не просто личное имя, а родовую память о предке-родоначальнике. Встречаются и единичные случаи, когда фамилия образована от прозвища Атигай, данного за характер или внешность (например, за быструю походку или «лошадиную» выносливость), но основная версия — от личного имени.