Фамилия Атнабаев — одна из тех, что хранит в себе сразу и личное имя, и день недели, и социальный статус. В её основе лежит мужское тюркское имя Атнабай. «Атна» в переводе означает «пятница» — священный день у мусульман, а «бай» — «господин», «повелитель», «хозяин», «богач». Получается, что имя Атнабай можно понять и как «господин, родившийся в пятницу», и как «богатый, как пятница». Такие имена давали мальчикам, появившимся на свет в этот день, чтобы подчеркнуть особую милость судьбы.

Фамилия образована по стандартной для тюркских языков модели: к имени добавили русский патронимический суффикс -ев (вариант -ов после мягких и шипящих основ). Так имя Атнабай превратилось в фамилию Атнабаев, буквально означающую «сын Атнабая». Это типичный пример адаптации мусульманского имени в русской официальной среде, особенно в Поволжье и на Урале, где фамилии на -ев встречаются у татар, башкир и других тюркоязычных народов.

Интересно, что имя Атнабай фиксируется не только как личное, но и как прозвище. В некоторых говорах «атна» могло обозначать не только день недели, но и «неделю» в целом, а «бай» — не только богача, но и уважаемого человека, старейшину. Поэтому не исключено, что первый носитель фамилии мог получить прозвище за свою основательность, хозяйственность или за то, что родился в удачный день.

Географически фамилия Атнабаев наиболее распространена среди башкир и татар, особенно в Башкортостане и соседних регионах. Встречается и в казахской среде, но реже. В русских документах XIX века её могли записывать по-разному: Атнабаев, Атнабайев, Атнабаевъ — путаница возникала из-за передачи тюркского звука «ай» через русские гласные.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями, то Атнабаев стоит в одном ряду с Атнагуловым (от «атна» + «гул» — раб, слуга) и Атнашевым (от «атнаш» — обмен, меняла). Все они восходят к одному корню «атна», но расходятся в смысловых оттенках: у Атнабаева акцент на «господине» и «пятнице», что делает фамилию скорее почётной, чем бытовой.