Фамилия Атосина — женская форма, мужской вариант — Атосин. В основе лежит прозвище или неканоническое имя Атос. Сразу бросается в глаза параллель с героем романов Дюма, но связь с графом де Ла Фер здесь, скорее всего, случайная. Фамилия русская по модели образования (суффикс -ин указывает на принадлежность: «чей?» — «Атосин», то есть сын или потомок Атоса), а вот корень — тёмный.

Самая вероятная версия — усечённая форма крестильного имени. В русских говорах и быту длинные имена часто «обрезали»: Афанасий превращался в Афоню, Атоса или Тоску; Анатолий — в Толю, Тошу; Артемий — в Тёму. Атос могло быть просторечным вариантом от Афанасий (бессмертный). В этом случае фамилия Атосин/Атосина — одна из множества «домашних» фамилий, образованных от уменьшительного имени, которое в документах уже не записывали.

Есть и другая, менее очевидная гипотеза. В некоторых южнорусских и украинских говорах «атос» или «атоса» могло быть прозвищем человека с характерной походкой или манерой говорить — звукоподражательное или искажённое «от оса» (злой, как оса). Но доказательств этой версии почти нет, и лингвисты её не поддерживают. Фамилия редкая, в списках распространённых русских фамилий не встречается, что говорит о её локальном происхождении — возможно, из одной конкретной деревни или семьи.

Что касается сословной принадлежности, то суффикс -ин типичен для всех слоёв населения, от крестьян до дворян, и по нему одного вывода не сделать. Но учитывая, что фамилия не попала в гербовники и не зафиксирована в дворянских родословных книгах, её носители, скорее всего, были крестьянами или мещанами.