Фамилия Атоевы (в мужском роде — Атоев) строится по типичной для русских фамилий модели: к основе добавляется суффикс -ев. Этот суффикс указывает на принадлежность («чей?»), поэтому первоначально Атоев означало «сын или потомок человека по имени или прозвищу Атой». Сама основа Атой — тюркского происхождения, что встраивает фамилию в ряд таких известных русских фамилий восточного корня, как Тургенев (от тюркского «турген» — быстрый, скорый), Аксаков (от «аксак» — хромой) или Булгаков (от «булгак» — беспокойный).

Слово «атой» в тюркских языках многозначно. Самое прямое значение — «дед», «предок» или «старейшина». В этом случае прозвище Атой могли дать уважаемому человеку, главе рода, хранителю традиций. Вторая версия отсылает к тюркскому «ат» — конь, лошадь. Тогда Атой — это «конник», «всадник» или даже «коневод», что указывает на род занятий предка, возможно, связанного с табунами или военным делом. Третья, менее распространённая гипотеза, связывает основу с именем собственным Атай, которое бытовало у башкир, татар и других народов.

Фамилия Атоев — самобытный памятник восточной культуры, но её конкретная география и время возникновения требуют уточнения. Встречается она преимущественно у народов, исторически связанных с тюркским миром: у татар, башкир, а также у осетин, где имя Ато (Атой) — мужское имя с тем же значением «дед» или «предок». В русской среде фамилия могла закрепиться в результате давних контактов с тюркским населением, например, в Поволжье или на Урале. Окончательно говорить о точном месте и времени происхождения фамилии Атоев можно лишь на основании серьёзных генеалогических исследований, однако её основа ясно указывает на уважаемого предка — старейшину или опытного всадника.