Фамилия Затонских указывает на связь с водой и речным ландшафтом. Её основа — слово «затон», то есть часть реки, защищённая от течения и ледохода. Такие места бывают естественными (старица, отгороженная косой или островом) и искусственными (отделённые дамбами). Затоны традиционно использовали для зимнего отстоя судов и размещения судоремонтных мастерских.

Основатель рода Затонских мог жить у такого затона — за это он и получил прозвище Затонский. Но география подсказывает и другой путь: на территории России существует около десятка сёл с названием Затон. Выходец из одного из них тоже мог получить фамилию по месту прежнего жительства.

Фамилия оформлена по модели на -ских/-цких, типичной для южнорусских, украинских и белорусских земель. Такая форма указывала на принадлежность к роду или местности: Затонских — «из рода Затонских» или «родом из Затона». В северных и центральных губерниях чаще встречались бы варианты Затонов или Затонин, а форма на -ских закрепляет южное или западнорусское происхождение.

Необычное окончание -их (Затонских — это родительный или предложный падеж множественного числа) встречается в фамилиях Сибирского региона и некоторых областях Поволжья. Там закрепилась форма ответа на вопрос «чьи будете?» — Затонских, то есть «из семьи Затонских». Это делает фамилию одновременно и географической, и патронимической по происхождению.