Фамилия Атюшова — женская форма фамилии Атюшов, и в её основе лежит редкое для современных русских фамилий тюркское имя. Корень «Атюш» восходит к татарскому или башкирскому имени Атюш (варианты — Атиш, Атеш), которое в переводе с тюркских языков означает «огонь». Такое имя могли дать ребёнку как пожелание горячего, живого нрава или в честь огня как стихии. В некоторых говорах «атюш» также могло быть прозвищем для вспыльчивого, «огненного» человека.

Суффикс «-ов» в фамилии Атюшов — типичный русский патронимический показатель, указывающий на принадлежность: «сын Атюша». Модель образования стандартная для XVI–XVII веков, когда русские фамилии активно формировались из тюркских имён, особенно в среде служилых людей и крестьян Поволжья. Фамилия бытует в основном в регионах с исторически смешанным русско-татарским населением: в Татарстане, Башкортостане, Ульяновской и Самарской областях.

Интересная деталь: в отличие от более частых тюркских заимствований (Акчурин, Тенишев), имя Атюш почти не встречается в современных антропонимиконах как личное имя — оно практически исчезло из обихода, сохранившись только в фамилиях. Это делает Атюшову своего рода «окаменелостью» языка: по ней можно восстановить имя, которое носил предок в XV–XVII веках. Других версий происхождения (например, от русского слова «атюк» или географического названия) не существует — корень однозначно тюркский, что подтверждается и ареалом распространения фамилии.

Сословно Атюшовы, скорее всего, были крестьянами или посадскими людьми, так как в дворянских родословных книгах эта фамилия не зафиксирована. Встречаемость её невысокая, что говорит о локальном бытовании в нескольких деревнях или одном уезде.