Фамилия Атохов образована от личного именования Атох. Скорее всего, это сокращённая или обиходная форма более полного имени, и здесь есть несколько версий происхождения. Наиболее вероятная связь — с составным именем Атахан, которое в переводе с тюркских языков означает «главный хан» (где «ата» — отец, старший, главный, а «хан» — титул правителя). В таком случае Атох — это усечённый вариант, который в быту звучал проще и короче.

Менее распространённые, но возможные гипотезы возводят основу к именам Ахох («подобный горам») или Атхар («самый чистый»). Эти версии менее убедительны с точки зрения словообразовательной логики: фамилия Атохов естественнее всего выводится из основы на «-ох», а не на «-ох-» или «-ар». В любом случае, имя Атох, независимо от точного источника, было личным прозвищем или некалендарным именем родоначальника.

Фамилия построена по стандартной русской модели с патронимическим суффиксом -ов, который присоединяется к основам на твёрдый согласный. Таким образом, Атохов — это буквально «сын Атоха» или «потомок Атоха». Судя по типу окончания, фамилия закрепилась в среде, где преобладала великорусская традиция образования фамилий (в отличие, скажем, от украинской или белорусской моделей на -енко или -ович).

Географически фамилия редкая и тяготеет к регионам, где исторически были сильны тюркские влияния и пересечения с русским населением — например, Поволжье, Приуралье или южные степи. Поскольку имя Атох не было крестильным, а бытовало в народной среде, предки носителя фамилии, скорее всего, относились к крестьянам или посадским людям, у которых фамилии в полном смысле слова оформились позже, к XVII–XIX векам. Сословная принадлежность точно не определяется — фамилия не указывает на дворянство или духовенство, но и не исключает их полностью.