Фамилия Атрихалов — редкая, и её морфология сразу бросается в глаза. В отличие от большинства русских фамилий на -ов, где основа обычно заканчивается на согласный или гласный, здесь суффикс -ов стоит после основы «Атрихал». Это прямо указывает, что в основе лежало прозвище Атрихал, которое и дало фамилию.

Самая вероятная версия происхождения — от диалектного глагола «атрихать» или «отрихать». В северных и уральских говорах «отрихать» означало «отряхивать», «очищать от пыли или грязи», а также «отряхиваться» после дождя. Человек мог получить прозвище Атрихал за привычку постоянно отряхивать одежду, за опрятность или, наоборот, за неловкость в быту. Начальная «а» вместо «о» — характерная черта акающих говоров (южнорусских или среднерусских), где безударное «о» произносится как «а». Так что корень у фамилии общерусский, а вот регион возникновения — с аканьем: Рязанская, Тамбовская, Калужская области или юг России.

Менее убедительная гипотеза — связь с тюркским словом «атри» (разный, иной) или с именем Атри (возможный вариант арабского Атари). Но суффикс «-хал» в таком случае не объясним: для тюркских основ типичны суффиксы -ов/-ев, а «-хал» выглядит как русский диалектный суффикс, характерный для прозвищ (ср. Шумихал, Гремихал). Поэтому версия с русским глаголом «отрихать» гораздо правдоподобнее.

Сословный состав носителей фамилии не зафиксирован в массовых источниках, но по модели образования Атрихалов — типичная крестьянская или посадская фамилия, возникшая не ранее XVI–XVII веков. Дворянской она не была: в родословных книгах такая фамилия не встречается. Однокоренные фамилии — Атрихин, Атрихов, Атриханов — редки, но встречаются в переписях XIX века. Атрихалов отличается от них именно суффиксом -ал, который придаёт прозвищу оттенок деятеля или носителя признака (как Кричал, Молчал). По сути, Атрихал — это человек, который «атрихает», то есть отряхивается или отряхивает.