Фамилия Атыкаева — женская форма фамилии Атыкаев, и её разбор стоит начать с основы. Корень «Атык» в русских фамилиях встречается редко, что сразу указывает на нерусское, скорее всего тюркское происхождение. В татарском, башкирском и казахском языках слово «атык» или «атығ» имеет значение «меткий», «попадающий в цель», а также может быть формой имени, образованного от этого же корня. Таким образом, фамилия Атыкаев восходит к прозвищу или личному имени Атык, которое давали меткому стрелку или человеку с острым глазом.

Модель образования проста: к основе «Атык» добавлен русский патронимический суффикс -ев (вариант -ов после мягкого согласного). Это типичный случай, когда фамилии тюркского происхождения адаптировались в русской среде через добавление стандартного суффикса принадлежности. По сути, Атыкаев — «сын Атыка». Суффикс -аев здесь возник из-за того, что основа оканчивается на твердый согласный «к», но в произношении и написании закрепился именно вариант с -аев, что встречается в фамилиях тюркского корня (сравните: Айдаров — Айдараев, но чаще без промежуточного «а»).

Географически фамилия Атыкаева наиболее распространена среди татар и башкир, особенно в республиках Татарстан и Башкортостан, а также в соседних областях — Оренбургской, Челябинской, Самарской. Встречается она и у казахов, но там чаще используют форму Атыков или Атыкбаев. Сословно предки носителей фамилии, скорее всего, относились к крестьянам или служилым людям — в тюркской среде прозвище Атык могло закрепиться за охотником или воином, но в ономастике нет строгих указаний на дворянское происхождение этой фамилии.

Есть и более редкая версия: в некоторых диалектах «атык» могло означать «конь» или «жеребец» (от тюркского «ат» — лошадь), но это менее вероятно, так как суффикс -ык обычно образует уменьшительные или качественные прилагательные, а не прямые названия животных. Поэтому основная версия — от прозвища «меткий» — остаётся наиболее правдоподобной. В письменных источниках фамилия фиксируется с XIX века, в метрических книгах Оренбургской губернии и переписях населения.