Фамилия Атлетова — редкий случай в русской ономастике, где основа не славянская, а напрямую заимствованная из греческого через европейские языки. Слово «атлет» пришло в русский язык в XVIII — начале XIX века, в эпоху увлечения античностью и спортивными идеалами. Поэтому и фамилия не могла возникнуть раньше этого времени, что сразу отличает её от подавляющего большинства крестьянских или дворянских фамилий, сформировавшихся в XV–XVII веках.

Образована фамилия по стандартной для русского языка модели: основа «атлет» плюс суффикс -ов, который в женском роде даёт окончание -а. Суффикс -ов указывает на принадлежность: буквально «Атлетов» — «сын (или человек) Атлета». Но здесь ключевой вопрос: могло ли слово «атлет» быть личным именем или прозвищем в России? Вряд ли. В русской традиции прозвища давали по внешности, ремеслу или характеру, но называть человека «атлетом» в XVIII веке было бы необычно — слово оставалось книжным, не бытовым.

Вероятнее всего, фамилия Атлетова — искусственная, семинарская. В духовных училищах и семинариях XVIII–XIX веков ученикам часто давали «благозвучные» фамилии на греческий или латинский лад, отвлечённые от античных понятий: Аполлонов, Минервин, Философов. Атлетов мог получить семинарист, который отличался физической силой, или просто по произволу наставника, любившего классическую культуру. В пользу этой версии говорит и то, что фамилия почти не встречается в крестьянских переписях — она осталась уделом духовного сословия и образованных горожан.

Географически Атлетова — фамилия крайне редкая. Встречается точечно в центральных областях России, иногда на Урале, но не образует гнёзд. Сравнение с однокоренными фамилиями, например, Атлетов (без окончания -а) показывает ту же картину — единичные носители. Так что если вы носите эту фамилию, скорее всего, в вашем роду был человек, связанный с церковной средой или получивший фамилию в учебном заведении, а вовсе не профессиональный спортсмен.