O clube foi fundado em 26 de abril de 1903 com o nome Athletic Club Sucursal de Madrid: era uma FILIAL do Athletic de Bilbao, criada por estudantes bascos que viviam em Madrid. Em 4 de outubro de 1939, quebrado e sem jogadores por causa da guerra civil, assinou acordo com o Club Aviación Nacional: os pilotos entraram no elenco e o nome virou Athletic Aviación, depois Club Atlético Aviación, pelo decreto de 1940 que proibiu anglicismos. O de hoje é de janeiro de 1947, a pedido do Ministério do Ar, e as listras vermelhas e brancas nunca mudaram.
A independência de fato do clube-mãe é de 1921, e a formal, de 4 de outubro de 1924. O Estadio Metropolitano, de 35.800 lugares, abriu em 13 de maio de 1923 e foi demolido para dar lugar a prédios universitários. Em 2 de outubro de 1966 o time estreou o Estadio del Manzanares, rebatizado Vicente Calderón, num empate com o Valencia em que Luis Aragonés fez o primeiro gol. Desde 2017 a casa é o Metropolitano, com 70.692 lugares, que era a Peineta, de 20 mil lugares, antes da candidatura olímpica de Madri em 2016.
São onze campeonatos espanhóis, o último em 2021, e dez Copas do Rei, a última em 2013. Na Europa são três Ligas Europa, a última em 2018, três Supercopas Europeias, uma Recopa de 1962 e a Copa Intercontinental de 1974.
A Liga dos Campeões é a ferida. São três finais, em 1974, 2014 e 2016, e as três perdidas. Em 1974 Aragonés abriu o placar de falta e Georg Schwarzenbeck empatou a 30 segundos do fim da prorrogação; o desempate com o Bayern de Munique, dois dias depois, foi 4 a 0. A de 2014 foi decidida no minuto 93 com gol do Real Madrid, e a de 2016 nos pênaltis contra o mesmo adversário. A Intercontinental de 1974 saiu disso: o Bayern recusou jogar, o Atlético foi no lugar, perdeu 1 a 0 para o Independiente e ganhou 2 a 0 em Madri com gol de Rubén Ayala aos 86 minutos, único campeão intercontinental sem título continental.
A queda tem dono. Jesús Gil presidiu de 1987 a maio de 2003 e, na conversão em sociedade anônima de 1992, ficou com 95% das ações sem pagar uma peseta, junto com Enrique Cerezo; a justiça reconheceu a fraude anos depois, já prescrita. Em dezembro de 1999 a diretoria foi afastada e o administrador judicial José Manuel Rubí passou a mandar no dia a dia; no fim daquela temporada o time caiu e ficou DOIS anos na segunda divisão, subindo em 2002. Quatro anos antes tinha saído a dobradinha de 1995-96, com Radomir Antić. Em março de 2026 a Apollo Sports Capital comprou o controle num negócio que avaliou a casa em 2,2 BILHÕES de euros, e Cerezo segue presidente com Miguel Ángel Gil Marín, filho de Jesús Gil, na direção executiva.
Diego Simeone dirige o time desde dezembro de 2011, quinze temporadas, dois campeonatos espanhóis, duas Ligas Europa, uma Copa do Rei e as duas finais de Liga dos Campeões. É o mandato mais longo do futebol europeu de elite, e ele foi jogador desta casa nos anos 1990. O mercado é de clube grande com contabilidade apertada: a maior compra da história são os 127,2 milhões de euros de João Félix em 2019, vendido ao Chelsea por 52 cinco anos depois. A janela de 2026 gastou 40 milhões em Cristian Romero, 40 em Morten Hjulmand, 35 em Kang-in Lee e 15 em Alejandro Grimaldo. E há Thomas Lemar, comprado por 72 milhões em 2018 e avaliado hoje em 1,8 milhão.
