Фамилия Атылина — женская форма, а её мужской вариант — Атылин. В русской модели словообразования суффикс -ин указывает на принадлежность: «чей?» — «Атылин», то есть сын, потомок или человек из семьи Атылы. Основа здесь — прозвище или имя Атыла, и именно вокруг него строится вся история фамилии.

Самая вероятная версия происхождения — от тюркского личного имени Атыла (или Атилла). В тюркских языках «ат» значит «конь, лошадь», а суффикс -лы/-ла образует прилагательное со значением «обладающий». Таким образом, Атыла — «конный», «имеющий коня», «всадник». В древности имя Атилла носил знаменитый вождь гуннов, но в народной среде оно бытовало и как обычное прозвище для лихого наездника или коневода. Среди русских крестьян и служилых людей такие тюркские прозвища были нередки: через татар, башкир, ногайцев они проникали в обиход, осваивались и давали начало фамилиям.

Менее распространённая версия связывает фамилию с гидронимом — рекой Атыль (старое название Волги у тюркских народов, встречается в формах Итиль, Атиль, Атыль). В этом случае прозвище Атыла могли дать человеку, жившему на Волге или пришедшему с её берегов. Но такая мотивация встречается реже: обычно фамилии от гидронимов образуются через суффикс -ский (Атыльский), а не через -ин.

Фамилия Атылина редкая. По данным современных переписей, она встречается в основном в Поволжье (Татарстан, Башкортостан, Самарская область) и в некоторых районах Урала — это совпадает с зоной активных тюркско-славянских контактов. Носители фамилии могли быть как русскими, так и обрусевшими татарами или башкирами: в XIX веке при переходе в православие многие меняли фамилии, но могли сохранить и старую тюркскую основу.

Таким образом, Атылина — фамилия, корни которой уходят в кочевую степь, в мир коней и всадников, а её появление в русской среде — свидетельство многовекового соседства и смешения народов.