Фамилия Атомасова — это женская форма, которая в русской традиции закрепилась за дочерью или женой Атомасова. Мужской вариант, Атомасов, образован по стандартной модели: к основе «Атомас» добавили суффикс -ов, что в XVI–XVII веках означало «сын Атомаса». Сама основа звучит необычно для русского уха, и связывать её с греческим «атомос» (неделимый) маловероятно — перед нами не частица вещества, а адаптированное на русской почве имя.

Скорее всего, корень тюркский или арабский. В словарях личных имён встречается вариант Атамас или Атомас, восходящий к тюркскому «ата» (отец, предок). С добавлением аффикса такое имя могло означать «подобный отцу» или «достойный предка». Подобные имена бытовали у татар, башкир и других народов Поволжья и Приуралья, которые активно контактировали с русскими. География фамилии это подтверждает: её очаги встречаются в Оренбургской, Самарской, Челябинской областях, а также среди казачества — в регионах с исторически смешанным населением, где татары, башкиры и калмыки при крещении или переходе в православие переделывали свои имена на русский лад.

Есть и альтернативная версия — от прозвища Атомас, которое могли дать человеку с необычной, «медленной» речью или походкой (от диалектного глагола «атомать» — говорить невнятно, тянуть слова). Но эта гипотеза слабее: глагол узко локален, не фиксируется в центральных говорах, и без конкретных записей XVI века его не подтвердить. Получается, что у фамилии ясная морфология, но неочевидная этимология. Если предки были крещёными татарами или башкирами, основа имени могла означать «почтенный старейшина» или «тот, кто похож на отца». Если же корень чисто русский, за ним стоит редкое прозвище, которое уже не восстановить.