Фамилия Атроховы происходит от имени Атрох — уменьшительной формы белорусского варианта Трахiм крестильного имени Трофим. Само имя Трофим имеет греческие корни и переводится как «кормилец». Святым покровителем этого имени считается священномученик Трофим Лаодикейский, пострадавший за веру в Иисуса Христа.

Модель образования фамилии типична для восточнославянской ономастики: суффикс -ов указывает на принадлежность, то есть Атрохов — это «сын Атроха» или «потомок Атроха». Интересно, что в основе лежит не прямая форма Трофим, а её народная, обиходная версия, которая бытовала в белорусских и западнорусских говорах. Усечение начального слога и смягчение согласных — характерный признак разговорной речи, поэтому Атрох, как и Атрошка, Атроня, встречались в документах XVII–XVIII веков наряду с полным церковным именем.

Споров вокруг происхождения фамилии немного. Единственная альтернативная версия — связь с диалектным глаголом «атрохать» (стучать, греметь), но она слабая: в источниках такое прозвище не зафиксировано, а массовость фамилии в южнорусских и белорусских регионах говорит в пользу именно имени-основы.

О точном месте и времени возникновения фамилии Атроховы говорить сложно: процесс формирования фамилий шёл несколько столетий. Однако, судя по распространённости, её корни — на территории современной Беларуси и Смоленщины, где белорусское влияние на русские говоры было особенно сильным. По сословной принадлежности предки Атроховых, скорее всего, были крестьянами или мещанами — фамилии на -ов из народных форм имён редко встречались у дворянства, предпочитавшего книжные, полные варианты.

В написании фамилии возможна вариативность: Атроховы и Атроховы — с ударением на втором или третьем слоге. Встречаются также однокоренные фамилии Атрощенко, Атрохин, Атрошко, образованные по другим словообразовательным моделям (суффиксы -енко, -ин, -ко), что подтверждает народную популярность исходного имени Атрох.