Fondata il 17 ottobre 1907 dagli studenti liceali Eugenio Urio, Giulio e Ferruccio Amati, Alessandro Forlini e Giovanni Roberti come Società Bergamasca di Ginnastica e Sports Atletici Atalanta, l'Atalanta deriva il suo nome dall'omonima eroina della mitologia greca. Nel 1920 si fonde con la Bergamasca, dando vita alla denominazione e ai colori attuali e megli anni venti, la squadra gioca i suoi primi campionati di massima serie (Prima Categoria).

Nella stagione 1936-1937 l'Atalanta ottiene la promozione in Serie A. All'inizio degli anni sessanta, i bergamaschi iniziano a partecipare alle competizioni europee, ben figurando in Coppa Mitropa (semifinale nel 1962), in Coppa dell'Amicizia ed in Coppa delle Alpi (perdendo una finale nel 1963 con la Juventus). Nella stagione 1962-1963, l'Atalanta vince la sua prima Coppa Italia; segue il debutto nella Coppa delle Coppe UEFA.

Il tecnico Emiliano Mondonico trascina i suoi fino alle semifinali della Coppa delle Coppe 1987-1988. Durante la stagione 2018-2019 termina il campionato al terzo posto battendo il Sassuolo per 3-1, conseguendo così la prima qualificazione alla UEFA Champions League della sua storia.