Фамилия Атрошин — одна из тех русских фамилий, где за привычным звучанием скрывается неочевидная основа. Она образована с помощью типичного русского суффикса принадлежности -ин, который указывает на родство: «чей?» — Атрошин, то есть сын или потомок человека по имени или прозвищу Атроша. Но вот откуда взялось само это имя или прозвище — вопрос, на который у лингвистов нет единого ответа.

Самая вероятная версия возводит основу к уменьшительной форме канонического крестильного имени Андроник. В просторечии его часто сокращали до Отрош или Атрош, отбрасывая первый слог и переставляя звуки. Такое стяжение — обычное дело в народной речи: полное имя было длинным для повседневного обихода, и его «урезали» до двух-трёх слогов. Соответственно, Атроша — это ласковое или обиходное обращение к Андронику, а Атрошин — его потомок. В этой модели любопытен сам механизм: имя Андроник дало не прямую уменьшительную форму Андроша (которая тоже существует), а более радикально усечённый вариант Атроша. Это показывает, как далеко могла зайти народная переработка имени, прежде чем её закрепили в документах.

Менее распространённая гипотеза связывает фамилию с диалектным словом «атроха» или «отрох». В некоторых южнорусских и украинских говорах так называли подростка, парня, отрока. Если это так, то прозвище Атроша могли дать молодому, неженатому мужчине или, наоборот, вечно юному по характеру человеку. Однако эта версия слабее: слово «отрок» даёт формы вроде Отрошков или Отрохов, а форма Атрошин с твёрдым «а» в начале чаще встречается именно как производная от имени. К тому же, для прозвищного происхождения обычно требуется более широкая география бытования самого нарицательного слова, а «атроха» — лексика узколокальная.

Географически фамилия тяготеет к центральным и южным областям России. В старых переписях и ревизских сказках Атрошины встречаются в Тамбовской, Рязанской, Воронежской губерниях — именно в тех краях, где имя Андроник было особенно популярно среди крестьян. Сословное происхождение у фамилии самое простое: это крестьянская или мещанская фамилия, образованная по бытовой модели «имя отца + -ин», без дворянских приставок и книжных суффиксов. Если сравнивать Атрошина с однокоренными фамилиями, то к той же основе восходят Андронов, Андрошин, Ондронов. Но Атрошин отличается от них начальным «а» вместо «ан-» и отсутствием слога «дро». Это как раз тот случай, когда устная речь «съела» часть корня, а письменная закрепила этот вариант. Так что предки носителя фамилии с высокой долей вероятности звались Андрониками, а в быту — просто Атрошами.