Фамилия Атряхин звучит на русский слух необычно, но её происхождение укладывается в классическую модель русских фамилий. Основа — «Атряха» или «Атрях», а суффикс -ин указывает на принадлежность: «чей?» — сын Атряхи.

Самая вероятная версия связывает фамилию с диалектным глаголом «отряхать», то есть отряхивать, стряхивать. В северных и сибирских говорах слово «отряха» или «атряха» могло означать человека, который постоянно отряхивается, суетится, смахивает с себя пыль или крошки. Прозвище давали либо очень опрятному, чистоплотному человеку, либо, наоборот, в ироничном смысле — тому, кто слишком тщательно и нервно следит за чистотой.

Менее распространённая, но возможная версия — от диалектного «отряхать» в значении «отгонять, отбивать, защищать». Тогда прозвище Атряха мог получить боевой или упрямый человек, который «отряхивался» от врагов или обидчиков. Встречаются также родственные фамилии Отряхин и Атрясков, что подтверждает живую словообразовательную гнезду.

Фамилия географически привязана к Поволжью и Приуралью. В переписях XIX века Атряхины фиксировались в Казанской, Вятской и Симбирской губерниях. Это были в основном государственные крестьяне, реже — мещане. Дворянских родов с такой фамилией не известно.

В написании фамилии есть некоторая путаница. В старых метрических книгах можно встретить вариант «Отряхин» — с буквой «о» в начале. Это связано с тем, что в говорах аканье (произношение «а» вместо «о» под ударением) не всегда отражалось на письме, а фамилию могли записать на слух. Современная форма «Атряхин» закрепилась как литературная норма.