Фамилия Атнюкова образована по двухступенчатой модели, где каждый суффикс добавляет свой смысл. Сначала появилось прозвище Атнюк: корень «ат-» восходит к тюркскому «ат» — лошадь, конь. В южнорусских и поволжских говорах, где славянские и тюркские элементы смешивались особенно активно, такие прозвища давали конным пастухам, табунщикам или лихим наездникам. Суффикс -юк — типичный для украинской и белорусской антропонимии: он мог означать «сын Ата» или «маленький Ат», то есть потомка человека с таким же прозвищем. Получается, что Атнюк — это «сын конюха» или «маленький конник».

Затем к основе добавили стандартный русский суффикс -ов(-а), указывающий на принадлежность. Атнюкова — дочь или жена человека по фамилии Атнюков. Так в одном слове соединились степной конь и славянский «сын».

В отличие от частых фамилий с корнем «кон-» (Конев, Конюхов), Атнюкова встречается редко. Географически она тяготеет к регионам, где исторически жили казаки или крестьяне, контактировавшие с тюркоязычными соседями. В метрических книгах XIX века фамилия фиксировалась в основном в Саратовской и Астраханской губерниях — это подтверждает её «степное» происхождение, связанное с бывшей Областью Войска Донского и югом России.

Фамилия сохранила древнюю форму прозвища без дополнительных русификаций. Иногда встречается написание через «о» — Отнюков, но это результат акающего произношения на юге. Носительница фамилии Атнюкова может быть уверена: её предок носил редкое «гибридное» прозвище, в котором тюркская основа и славянский суффикс скрепили историю контакта двух культур.