Фамилия Атобоев встречается редко, и её происхождение не лежит на поверхности. Чтобы понять корень, нужно отбросить типичное для русских фамилий окончание -ев и посмотреть на основу «Атобой». Скорее всего, перед нами фамилия, образованная от тюркского мужского имени или прозвища.

Наиболее правдоподобная версия связывает фамилию с тюркским словом «ат» (лошадь, конь) и «бой» (богатый, имеющий в достатке) или «бай» (господин, хозяин). В таком случае имя Атобой (или Атбай) означало бы «богатый конями» или «владелец табунов». Для кочевых народов лошадь была основой хозяйства, статуса и передвижения, поэтому имя, подчеркивающее конное богатство, было престижным и распространённым. Фамилия Атобоев, следовательно, происходит от такого имени через обычную для тюркских языков модель: к имени добавлялся русский патронимический суффикс -ев, означающий «сын Атобоя».

Менее вероятна, но возможна версия, связывающая основу с арабским словом «аттаб» (укор, упрёк), но тогда имя было бы Аттаб, а не Атобой. Фонетика фамилии (звук «о» в середине) сильнее склоняет к первой версии.

Географически фамилия привязана к регионам, где русское население долго и плотно контактировало с тюркскими народами: Поволжье, Приуралье (Башкортостан, Татарстан), Западная Сибирь. Носители фамилии Атобоев — это потомки крещёных татар, башкир или представителей других тюркских групп, которые в XVIII–XIX веках получали фамилии по имени отца при переходе в православие или при записи в ревизские сказки.

Суффикс -ев, а не -ин, указывает на то, что основа имени заканчивалась на согласный (Атобой → Атобоев). Это типичная модель для фамилий, образованных от тюркских имён, которые часто имеют конечный согласный звук. Сословно предки Атобоевых, скорее всего, относились к государственным или ясачным крестьянам, реже — к казакам. Дворянских родов с такой фамилией в исторических документах не зафиксировано.