Фамилия Атрохина происходит от имени Атроха, которое, в свою очередь, является уменьшительной формой белорусского варианта крестильного имени Трофим — Трахiм. Имя Трофим греческого происхождения, переводится как «кормилец». Такая цепочка превращений — от полного церковного имени через народную форму к фамилии — обычна для восточнославянских земель.

Модель образования здесь простая и прозрачная: суффикс -ин указывает на принадлежность («чей?»). Атрохина — буквально «дочь или жена Атрохи». В русской традиции фамилии на -ин чаще всего закреплялись за потомками мужчины, носившего прозвище или обиходное имя Атроха. Основатель рода, скорее всего, был человеком из простого сословия: в крестьянской и мещанской среде полные церковные имена часто заменяли более короткими, бытовыми формами, а знатные роды предпочитали официальные варианты.

Стоит обратить внимание на белорусский след. Форма Трахiм (с твёрдым «х») характерна для говоров западных регионов, где фамилия Атрохин (и её женский вариант Атрохина) встречается чаще, чем в центральной России. Ударение в фамилии, скорее всего, падает на второй слог: Атро́хина, хотя в некоторых говорах возможно смещение на первый.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями — Трофимов, Трохин, Трахин, — то Атрохина стоит особняком благодаря начальному «А-». Это не приставка, а результат редукции и упрощения: безударное начальное «Тра-» в живой речи могло звучать как «Атро-». Такое фонетическое изменение — дополнительная примета устного, а не книжного происхождения фамилии.