[4]​ Durante la invasión musulmana de la península los conquistadores la renombraron con el nombre procedente del árabe عتيقة `Atīqa, que significa "antigua".

Ateca se sitúa a 100 kilómetros de la capital provincial por la autovía del Nordeste, que atraviesa el término municipal entre los pK 217 y 222.

Por aquí discurría la calzada romana denominada Iter XXV descrita en los Itinerarios de Antonino que unía Augusta Emerita y Cesaraugusta pasando por Toletum.

Generalmente se la identifica con la Attakon nombrada por Ptolomeo aunque esta afirmación no está exenta de polémica,[6]​ ya que las coordenadas con que identifica su situación no coinciden exactamente con las de la actual población.

Algunos autores —Miguel Martínez del Villar y Hernando, Juan Francisco Andrés de Uztarroz, el padre Traggia y Francisco Ortega San Íñigo— en el pasado situaron en Ateca la ciudad celtíbera de Alce,[7]​ nombrada por Tito Livio.

Los argumentos para sustentar esta afirmación son entre otros la cercanía al Moncayo, Ateca se encuentra situada en pleno sistema Ibérico pleno territorio de la Celtiberia, en territorio dominado por los Belos, mientras que otras localizaciones se alejan mucho de la Celtiberia, por lo que esta localización sigue siendo factible.

El término municipal atecano alberga diversos hallazgos arqueológicos que abarcan desde el Edad del Cobre hasta el Medioevo.

En el paraje natural de «Las Carcamas» se han localizado dos áreas con resto arqueológicos.

En el paraje del Ballestar, continuamente aparecen restos de armas medievales, ya que tanto aquí como en el paraje de Armantes se reunían las tropas para las continuas guerras entre Castilla y Aragón.

[11]​ La villa se encuentra en el recorrido del denominado itinerario antonino A-25, por lo que con toda probabilidad, bajo los sedimentos depositados por el río Jalón se encuentre enterrada la antigua calzada romana aún por descubrirse.

[12]​ Con la llegada de los visigodos en el 418 a la península, pasa a formar parte del Reino Visigodo de Tolosa pero aun federado dentro del Imperio romano hasta que en 507 pasa a formar parte ya del Reino Visigodo de Toledo una vez totalmente desintegrado el Imperio.

Se sabe que en la segunda mitad del siglo X, Ateca pertenecía a los Banu Timlat.

Fue ocupada por el Cid Campeador en 1081; según el Cantar de mio Cid, tras fortificar el cerro de Salvasoria, los tres castillos más importantes en esta zona —Peñalcázar, Ateca y Terrer— le pagaron parias.

Esta relación con el héroe castellano propicia que hoy Ateca forme parte del Camino del Cid[13]​ en cuyo Cantar de Mio Cid, aparece este verso:[14]​ E paso a Alfama, la foz ayuso va, passó a Bovierca e a Teca, que es adelant, e sobre Alcocer mío Çid iba posar, en un otero redondo, fuerte e grand; açerca corre Salón, agua nol puedent vedar.

El rey Martín I el Humano concedió a la villa el pendón que aún hoy es la bandera de la localidad.

En el siglo XIX, tras la Guerra de la Independencia, en Ateca hubo una marcada tendencia a favor del rey Fernando VII.

La primera guerra carlista tuvo relevancia en esta zona, siendo frecuentes las escaramuzas y encuentros violentos.

En esta época se reconstruyó el antiguo castillo medieval transformándose en el actual fuerte de fusileros que ha llegado hasta nuestros días.

[19]​[20]​ Entre los muertos se encontraban el secretario del ayuntamiento[21]​[22]​ y el último alcalde republicano.

Fue provocado accidentalmente por los trabajos realizados por la empresa Land Life Company[28]​ que estaba repoblando unas 200 ha, llegando a quemar 14 000 ha.

En Ateca también hay una notaría y una oficina del Registro de la Propiedad.

El conjunto urbano de esta villa aragonesa es un entramado irregular con pintorescos rincones y plazuelas.

La tradición mudéjar es protagonista, destacando en este aspecto las torres de Santa María y del Reloj.

Quedan restos del convento en el edificio popularmente conocido como «la cárcel», lugar donde estaban los calabozos en la época en que Ateca era cabeza de partido judicial.

Su parte más interesante se concentra en el segundo cuerpo, dividido a su vez en dos pisos.

Cabe destacar la denominada torre-puerta cuyo acceso —de pequeñas dimensiones— está enmarcado por un alfiz, conservando su matacán.

De los dos ojos que tiene, uno es original y el otro fue reconstruido tras una riada a principios del siglo xx.

En la actualidad, todas estas infraestructuras están desapareciendo progresivamente por el abandono de la actividad agrícola.

También puede encontrarse un antiguo nevero cerca del paraje de San Gregorio.