Фамилия Атлётов — один из тех случаев, когда ударение решает всё. Если произнести её как «Атлетов», сразу вспоминаются спортсмены и античные состязания. Но реальное бытование фамилии с буквой «ё» под ударением (Атлётов) указывает на совсем другую историю. Версия с греческим «атлетом» (αθλητής) красивая, но лингвистически слабая. Слово «атлет» пришло в русский язык поздно, через западное посредничество, и в крестьянской среде, где формировалось большинство русских фамилий, было редкостью.

Гораздо правдоподобнее, что в основе лежит местное, диалектное слово. В русских говорах, особенно на севере и в Сибири, известно слово «атлеть» — «толстеть, жиреть, становиться тучным». «Атлётый» — человек плотного телосложения, упитанный, дородный. Прозвище Атлёт давали не спортсмену, а скорее крепкому, здоровому мужику, «кровь с молоком». От этого прозвища и пошла фамилия Атлётов — буквально «сын Атлёта». Суффикс -ов здесь стандартный для русских фамилий, образованных от прозвищ, а не от книжных заимствований.

Фамилия редкая, нечастотная. Основной ареал — юг России и Поволжье, где были сильны говоры с «аканьем» и фрикативным «г». Встречаются также варианты написания Атлетов (без «ё»), но в этом случае ударение часто смещается на второй слог, и фамилия может быть связана уже с именем Атлет (калька с греческого, дававшаяся в духовных училищах). Однако для формы с «ё» версия с прозвищем от «атлеть» остаётся основной. Таким образом, носитель фамилии Атлётов, скорее всего, потомок человека, которого в деревне прозвали за стать и дородность, а не за спортивные достижения.