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Según la hipótesis de Koldo Mitxelena, el primer elemento sería ata, variante de ate («puerta») o de ataka («paso estrecho»), y el segundo, -un(e), «lugar de». La hipótesis encaja con la configuración del pueblo, situado en un valle largo y estrecho, con fama en Gipuzkoa de ser el más largo de la provincia, y con el hecho de que el valle parece haberse usado desde época romana como vía de comunicación entre el valle del Oria y Navarra.
Julio Caro Baroja insinúa otra posibilidad: que Atáun sea una variación del sufijo -ano > -aun, a partir del apellido vasco Atano; sería entonces un antropónimo, quizá relacionado con un nombre propio Ata, y un sufijo derivado del latín -anum, como tantos topónimos vascos vinculados a un antiguo fundus romano.
Se cree que el nombre antiguo de la localidad, en el siglo XIII, pudo ser Athagun o Athavit, pero la identificación no es segura. Después ha habido vacilación al escribir el nombre por las distintas formas de acentuarlo: según el INE, durante el siglo XIX fueron oficiales Atáun y Ataún, y al menos desde 1897 consta la forma actual, Ataun, en todos los censos.