Фамилия Атыгаева — женская форма фамилии Атыгаев, распространённая среди тюркских народов, особенно у казахов, башкир, татар и киргизов. Её основа — имя или прозвище Атыгай, которое можно разобрать на два компонента: «аты» (конь, лошадь) и тюркский суффикс «-гай», часто образующий имена со значением «имеющий отношение к чему-либо». Таким образом, Атыгай буквально могло означать «конный», «всадник» или «тот, кто связан с лошадьми». В кочевой культуре, где конь был основой хозяйства и военного дела, такое прозвище могло указывать на владельца табунов, лихого наездника или человека, чья профессия была связана с коневодством.

Словообразовательная модель проста: к основе Атыгай добавили русский суффикс -ев, который в тюркских фамилиях часто передаёт принадлежность к роду или потомку. Окончание -а указывает на женский род, то есть носительница фамилии — дочь или жена человека по имени Атыгай. Поскольку фамилия не имеет славянских суффиксов -ов/-ев, -ин в чистом виде (суффикс -ев здесь адаптирован для русской грамматики), она сохраняет яркую этническую окраску и почти не встречается за пределами тюркоязычных регионов.

В казахской ономастике имя Атыгай известно как одно из имён, образованных от «ат» — конь. В башкирской и татарской среде встречается вариант Атыгаев, но с тем же значением. Интересно, что в некоторых случаях основой могло стать не имя, а прозвище, данное за быстроту или выносливость — «как конь». Однако версия с прямым именем Атыгай, зафиксированным в родословных, выглядит правдоподобнее, так как в тюркской традиции имена с корнем «ат» были распространены и несли положительный смысл.

Географически фамилия чаще всего встречается в Казахстане, Башкортостане, Татарстане, а также среди казахской диаспоры в Узбекистане и Киргизии. В России она редка и локализована в основном в Поволжье и на Урале. Социальный контекст: предки носителей фамилии, скорее всего, были скотоводами или воинами-всадниками, но уже в XIX–XX веках многие перешли к оседлому образу жизни, сохранив фамилию как память о кочевых корнях. Сословная принадлежность не прослеживается — фамилия бытовала и среди рядовых общинников, и среди старшин, так как имя Атыгай не было исключительно аристократическим.