Фамилия Атмакин — редкий случай, когда в основе лежит не имя, не профессия и не внешность, а, скорее всего, местный диалектный глагол. Если отбросить типичный русский суффикс принадлежности -ин (отвечающий на вопрос «чей?»), остаётся корень Атмак-. В русских говорах, особенно на северо-западе и в сибирских старожильческих говорах, слово «атмак» или «отмак» означало «обрубок», «чурбан», «коротышка». Так могли прозвать человека невысокого роста, плотного, коренастого или, в переносном смысле, упрямого и несговорчивого, как чурка.

Вторая версия, менее вероятная, но имеющая право на существование, — тюркское происхождение. В тюркских языках (татарском, башкирском, казахском) есть корень «ат» — «лошадь, конь», и «атмак» может быть производным от глагола со значением «бросать, кидать» или от слова «стрелок» (аткыч, атыш). Однако для фамилии Атмакин такое объяснение натянуто: в русской среде тюркские прозвища обычно переоформлялись в фамилии с суффиксом -ов (Атмаков), а не -ин. Форма на -ин указывает на то, что прозвище Атмак было образовано по русской модели прилагательного («Атмаков сын» стало бы Атмаков, а «Атмакин» — от прозвища, склоняемого как существительное).

Самый надёжный путь — считать фамилию прозвищной, от слова «атмак» (коротышка, обрубок). Такие прозвища были распространены в крестьянской среде, где меткое слово заменяло официальное имя. Носитель фамилии Атмакин, скорее всего, происходил из северных или центральных губерний России, где фиксировался этот диалектизм. Фамилия недворянская, нечастотная, встречается в основном в Поволжье и на Урале, что подтверждает её народное, «земляное» происхождение — без книжной или церковной подоплёки.