Фамилия Аткарские — классический пример «географической» фамилии, то есть такой, которую давали человеку по месту его прежнего жительства. Основа здесь — название города Аткарск в Саратовской области. Предок, получивший эту фамилию, скорее всего, был выходцем из этого города или его окрестностей. Модель образования проста и прозрачна: к названию места прибавили суффикс -ск- и окончание -ий/-ой, что по-русски означает «относящийся к Аткарску» или «родом из Аткарска». Такие фамилии на -ский/-ской в старину часто носили дворяне, но со временем они закрепились и за духовенством, и за купечеством, и за крестьянами, которых переписывали по месту выхода.

Сам топоним Аткарск уходит корнями в XIV век. Река Аткара, на которой стоит город, по распространённой версии, получила имя от золотоордынского вельможи Иткара. Его имя разложили на тюркские корни: «ыт» (собака) и «кара» (чёрный). В 1358 году Иткар основал в этих лесах свой улус — место было удобным и для обороны, и для хозяйства. Позже русские поселенцы переосмыслили тюркское название, и оно закрепилось за рекой, а затем и за городом, который возник здесь в XVIII веке.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями (скажем, Аткарцев, Аткарский, Аткарской), то форма Аткарские стоит немного особняком. Окончание -ие (а не -ий) типично для фамилий множественного числа, которые в русской традиции чаще встречаются на севере и в центральных областях, а также в среде старообрядцев. Такие фамилии отвечали на вопрос «чьи?» или «из какого рода?» — то есть Аткарские буквально означало «те, кто из Аткарска», целый род или семья переселенцев.

О точном времени появления фамилии судить трудно: процесс шёл несколько столетий, и массово такие «географические» прозвища закреплялись в XVII–XIX веках, когда крестьян и мещан начали вносить в ревизские сказки и метрические книги. Аткарские могли появиться и в Саратовской губернии, и далеко за её пределами, если семья уезжала на новые земли.