Фамилия Атуллина — женская форма фамилии Атуллин, и её происхождение стоит искать не в славянских корнях, а в тюркском именослове. Основа фамилии — мужское личное имя Атулла, которое распространено у татар, башкир и других тюркоязычных народов. Имя Атулла — это сложносоставное образование: первая часть «ат» переводится как «конь» (или, реже, «имя»), вторая — «улла» от арабского «Аллах». Таким образом, имя может означать «конь Аллаха» или, по другой версии, «раб Аллаха» (если «ат» трактовать как искажённое «абд» — слуга). В любом случае, это имя с религиозным оттенком, типичное для мусульманской традиции.

Суффикс -ин в фамилии — типичный русский патронимический показатель, который добавлялся к тюркским основам при оформлении фамилий в документах. Такая модель встречается у многих татарских и башкирских фамилий: скажем, Ахметов, Нагимов, Абдуллин. Фамилия Атуллин (и, соответственно, Атуллина) могла возникнуть в среде крещёных татар или в результате межэтнических контактов, когда тюркское имя требовало «обрусения» для записи в ревизских сказках или метрических книгах.

Географически фамилия тяготеет к Поволжью и Приуралью — регионам с компактным проживанием татар и башкир. Встречается она нечасто, что делает её локально привязанной. Предки носительницы фамилии Атуллина, скорее всего, были крестьянами или ремесленниками, получившими фамилию по имени отца — Атуллы. В отличие от многих русских фамилий, образованных от мирских прозвищ, здесь мы имеем прямой отсыл к личному имени, что упрощает реконструкцию: родоначальник, вероятно, был человеком, которого звали Атулла, и его дети стали Атуллиными.

В написании фамилии возможна вариативность — например, через «о» (Атуллина) в некоторых говорах, но исходная форма с «у» более устойчива. Однофамильцев с ударением на второй слог (АтУллина) или третий (АтуллИна) немного, и это скорее вопрос местного произношения, а не разного происхождения.