Фамилия Атнагузина — женская форма, мужской вариант Атнагузин. Её происхождение напрямую связано с тюркским миром, скорее всего, с башкирской или татарской средой. В основе лежит сложное имя Атнагузи, которое разбирается на два компонента. Первая часть, «атна», в тюркских языках означает «пятница» — день, имеющий сакральное значение в исламе. Вторая часть, «гузи» или «гозя», восходит к слову «күз» (глаз) или, в переносном смысле, к «родник», «источник». Поэтому имя Атнагузи можно истолковать как «пятничный источник» или «глаз пятницы» — скорее всего, так называли ребёнка, родившегося в пятницу, или вкладывали пожелание быть «светом» в этот благословенный день.

Фамилию образовали по русской модели с суффиксом -ин, который присоединяется к основам на -а, -я. Это типичный способ русификации тюркских имён: к исходному имени Атнагузи добавили окончание, указывающее на принадлежность («чей?» — Атнагузин). В документах Российской империи и Советского Союза такая модель закрепилась за многими татарами и башкирами, переходившими на оседлый образ жизни и получавшими паспорта. В отличие от фамилий на -ов, которые были универсальны для всех сословий, фамилии на -ин чаще встречались у крестьян и мещан, хотя это не строгое правило.

Географически фамилия Атнагузина встречается в Татарстане, Башкортостане, а также в Оренбургской и Челябинской областях, где исторически компактно проживают тюркские народы. Предки носительницы фамилии, вероятнее всего, были земледельцами или скотоводами. Само имя Атнагузи могло быть дано не только по дню рождения, но и как прозвище по месту жительства — у родника, который местные называли «пятничным» (например, из-за того, что у него собирались на пятничную молитву). Спорных версий здесь немного: иногда «атна» путают с «аты» (конь), но это ошибка, так как слово «конь» в тюркских языках звучит иначе («ат» без суффикса). Фамилия довольно редкая, что делает её уникальной и легко прослеживаемой в локальных архивах, особенно в метрических книгах и ревизских сказках по Уфимской и Оренбургской губерниям.