El club fue fundado el 17 de agosto de 1951 por un grupo de deportistas bajo el nombre Club Social y Deportivo Atlas, quienes, liderados por Ricardo Puga, participaron de los Torneos Infantiles Evita. En 1965 se afilió a la Asociación del Fútbol Argentino y comenzó a disputar los torneos de Aficionados (hoy Primera D).

En 1970 obtuvo la personería jurídica y cambió su denominación por Club Atlético Atlas. Ese año, también, se trasladó desde Colegiales al barrio Los Naranjos, General Rodríguez, donde construyó su actual estadio.

En el 2005, después de ser desafiliado de la AFA en 2004, Atlas cumplió una buena campaña al terminar en el quinto lugar, y estuvo muy cerca de ascender a la Primera C, llegando a jugar el torneo reducido. Las buenas actuaciones se repitieron en las dos temporadas siguientes, a pesar de no haber podido alcanzar el objetivo del ascenso.

El club ha cobrado en las últimas dos temporadas una gran notoriedad, incluso en el extranjero, por ser el tema principal de un reality show llamado Atlas: La otra pasión, realizado y emitido por Fox Sports. Todas las semanas se muestra un resumen del partido jugado (el cual solamente se puede escuchar por radio y no es posible ver en vivo por televisión), pero la trama central es el aspecto humano de los jugadores y las altas y bajas de un equipo que está en la última categoría del fútbol argentino. En la divisional que juega Atlas los jugadores son todos amateurs.

Entre las figuras destacadas del club se encuentra el jugador Wilson Severino (delantero y goleador del club), y su director técnico Néstor Retamar, el cual es uno de los mayores artífices de la mejoría del club en los últimos tiempos.

En el verano de 2008, el técnico Néstor Retamar dejó su puesto. A los pocos días Pedro Ponce fue elegido como nuevo entrenador del club. Poco tiempo después el arquero Carlos Bello abandonó el club por diferencias con este nuevo cuerpo técnico y la comisión directiva.

En junio de 2008, Pedro Ponce deja el puesto de director técnico del club y días después el puesto lo pasa a ocupar Guillermo Szeszurak, y por último, en 2010 lo vuelve a tomar el histórico Néstor Retamar

En la temporada 2010-11 El Marrón alcanzo su logro mas importante de todos los tiempos al consagrarse campeón del torneo reducido de la Primera D ante Centro Español; En el partido de ida Atlas igualo en condición de visitante 1 a 1 con gol de referente Wilson Severino el partido de vuelta gano 1-0 en condición de local.

Tras el titulo logrado el equipo jugo el partido de la promoción frente a Sacachispas para poder lograr el tan ansiado Ascenso a Primera C; En el partido de ida, jugado en el estadio de Leandro N. Alem donde hizo de local, perdio 0-1, en un partido donde la figura de la cancha fue el arquero de Sacachispas, el "gato" Fasanella1 y en el partido de vuelta en Atlas gano en condición de visitante por marcador de 1-0 sin embargo no le sirvió de nada ya que perdió el ascenso por ventaja deportiva.