La localidad era en sus inicios un pueblo tártaro en la desembocadura del río Atkara que ya existía desde 1358.

En 1702, la Rusia zarista fundó un puesto militar con un asentamiento cuyo nombre fue derivado del río Atkara.

A principios del siglo XIX contaba con alrededor de 1.200 habitantes.

Con la construcción de la línea férrea entre Tambov y Sarátov, Atkarsk dejó de ser una ciudad pobre, básicamente agrícola, para atraer a empleados del ferrocarril, comerciantes y artesanos, con lo que recibió un importante ímpetu que se significó en que alrededor de 13.000 habitantes vivían a en Atkarsk en 1907.

Merece la pena arquitectónicamente visitar el casco antiguo de Atkarsk, con algunas construcciones de finales del siglo XIX y principios del XX, como la cámara municipal, algunas viejas bibliotecas y escuelas, el edificio del correo y el de la estación.