Фамилия Атякшин — редкий случай, когда тюркская основа и русский фамильный суффикс слились в одно целое, не потеряв прозрачности. В основе лежит имя Атяк или Атякш, которое восходит к татарскому, башкирскому или чувашскому мужскому имени. Наиболее вероятно, что это вариант арабского имени Атик со значениями «древний», «благородный» или «свободный», адаптированный в тюркской среде с добавлением местного аффикса. Менее правдоподобна версия, связывающая основу с тюркским «атяк» — «петух»: такое прозвище могло пристать к драчливому или гордому человеку, но для фамилии это скорее исключение.

Модель образования типична для восточных окраин Русского государства: к основе на шипящий (-ш или -ч) добавляется суффикс -ин, указывающий на принадлежность («чей?» — Атякшин, то есть сын или человек Атяка). Суффикс -ин, а не -ов, здесь закономерен: в русской ономастике основы на мягкий согласный и шипящий традиционно получают именно -ин. Таких фамилий немало среди татарской и башкирской знати, перешедшей на русскую службу, а также среди крещёных инородцев.

География фамилии сегодня — преимущественно Поволжье и Урал: Татарстан, Башкортостан, Оренбургская и Самарская области. Встречаемость невысокая, что указывает на локальное происхождение от одного родоначальника. В дореволюционных переписях Атякшины могли числиться и среди государственных крестьян, и среди служилых татар — точных данных о сословной принадлежности без генеалогического поиска нет. Фамилия не имеет отношения к русским акающим говорам (где «Атяк» могло бы быть искажением «Отяк») — тюркское происхождение первично и очевидно.