Фамилия Атрощенко образована по типичной для восточной Украины модели: суффикс -енко в XVI–XVII веках прикрепляли к основе, чтобы указать на «сына» или потомка конкретного человека. В данном случае основа — Атроша, уменьшительная форма украинско-белорусского имени Трахiм. Это имя, в свою очередь, — народно-разговорный вариант церковного имени Трофим (с характерным для юго-западных говоров переходом «ф» в «х»). Другими словами, Атрощенко — не профессиональное и не сословное прозвание, а чисто «отчество»: буквально «сын Атроши».

Имя Трофим имеет греческие корни и переводится как «кормилец» или «вскормленный». В православных святцах почитается священномученик Трофим Лаодикейский — один из тех, кто пострадал за веру в Христа во времена гонений. Однако в народной среде имя связывали не столько с мученичеством, сколько с бытовым значением: «кормилец» — уважительная характеристика для главы семьи.

Географически фамилия Атрощенко тяготеет к левобережной Украине и югу России, куда украинские крестьяне переселялись в XVIII–XIX веках. Встречается она и в Беларуси, что объясняется общей восточнославянской основой имени Трахiм. Суффикс -енко в этой фамилии — маркер именно украинской антропонимической традиции: в русских землях потомка назвали бы Атрошиным, а в польских — Атрошевичем.

С точки зрения словообразования, Атрощенко — типичный пример того, как календарное имя (Трофим) прошло через несколько ступеней народной переработки: сначала через замену звуков (Трофим → Трахiм), затем через сокращение до ласкательной формы (Трахiм → Атроша), и наконец — через патронимический суффикс. Исходное значение «кормилец» в фамилии стерлось, оставив лишь указание на родство: «чей сын» — Атрощенко.