Los colores que identifican al club son el rojo y el blanco, utilizados en forma de rayas verticales en su uniforme titular desde su fundación.
El Club Deportivo Atlético Tordesillas se fundó como tal en 1969, aunque su origen es más antiguo: En el año 1932 se fundó el Club Duero CF que tuvo su campo en la explanada de Hilaturas del Duero cuando "Pavito"; Eugenio Rodríguez Berjón y otros con una yunta de bueyes allanaron el terreno entre pinares para practicar allí el juego del balompié.
Estas primeras décadas de existencia, fueron un continuo peregrinaje por las divisiones provinciales y por la regional preferente.
Al final de la década de los 90 llega al club el entrenador Francisco Javier Añibarro Rivero "Curro Añibarro", que permanecerá una década en la entidad rojiblanca, y que en sus primeros años supuso un auténtico revulsivo para el club.
De aquella época del primer ascenso, hubo grandes jugadores como el medinense "Gallego" quién fuera el primer jugador que consiguió anotar un gol con la camiseta del Atlético Tordesillas en tercera división, en un At. Tordesillas 2-0 Real Ávila disputado en Las Salinas.
En esa primera temporada en tercera el Atlético Tordesillas hizo un buen papel finalizando en 10.ª posición en la tabla.
Sin embargo tras el esplendor de los primeros años en tercera, el club acumula deudas continuadas, varios jugadores como Alberto León, denuncian al club por impago, y son muchos los que deciden no recalar en el Tordesillas, ante el incumplimiento de pago y algunas promesas incumplidas.
Esto va a permitir no sólo poder inscribir al equipo y pagar las deudas atrasadas, si no contratar jugadores de renombre en toda Castilla, uno de los más destacados fue Mariano González Casillas, capitán de la Gimnástica Segoviana que dejó su club para venir a jugar a una categoría inferior, entre otros muchos jugadores estuvo en la plantilla el medinense Emilio, que jugara una temporada en primera división con el Real Valladolid, y que se convirtió en el jugador que más goles ha anotado en un partido con la camiseta rojiblanca, tras anotar 5 goles en la mayor goleada de la historia del club en partido oficial At. Tordesillas 10-0 Villamayor.
El club consiguió el ascenso a 3.ª división, ya que venció su liga con 78 puntos, y 24 partidos ganados.
La ilusionante campaña 2008/2009 se queda ahora empañada, pues la marcha de José Fernández hace que dos jugadores que tenían contrato por otra temporada, presenten unas fichas impagables para el club, asume la presidencia temporalmente Cándido Salcedo, quién va a dimitir para dejar el mando a Toño Barriles, siendo entrenador en un primer momento Ramón Cuadrado, y más tarde Alberto Parras, el equipo se mantiene la primera temporada en tercera pero más tarde consuma su descenso de nuevo a 1.ª Regional en la última jornada, tras empatar con el Real Valladolid CF B por 1-1.
A pesar de adelantarse inicialmente, un penalti anotado por Alberto Gil, curiosamente, exjugador del Atlético Tordesillas en la temporada anterior, pondría las tablas finales en el marcador.
En el año 2014 asume la presidencia del Club Óscar Serrano, quién acompañado por Marcos Pérez, o Israel San José, entre otros, van a conseguir hacer unas temporadas ilusionantes en las que el club va a quedar bien clasificado, siendo la más destacada la temporada 2017-2018 donde el At. Tordesillas rozó la clasificación para el play-off de ascenso a Segunda División B.
El partido que hasta el 88 iba 1-2, finalizó 3-2 y al Tordesillas solo le valía la victoria, el Ruta de la Plata, con más aficionados del Tordesillas que del Zamora C.F., estalló sin embargo en una tremenda ovación a los chicos dirigidos por Santi Sedano.
Severino Sigüenza, Curro Añibarro, Toñi Barriles, Óscar Serrano, José María Pascual, y otros hombres del club como, Javi Siroba, que desempeña muchas funciones dentro del club, así como muchísimos técnicos de las categorías inferiores, directivos, jugadores históricos como César Herreras, personas vinculadas al club, o periodistas como Andrés Villagarcía quién a través de las ondas nos ha traído en los últimos años las alegrías y los sinsabores de nuestro equipo, todos ellos han hecho posible que hoy estemos dónde estamos, celebrando estos 50 años de trabajo que nos consolidan como el segundo club más importante de Valladolid.
Por primera vez en la historia los jugadores tendrán su nombre y un dorsal fijo para toda la temporada desde la temporada 2020/21 en la que la RFEF obliga a llevar nombre de los jugadores y dorsales fijos en las camisetas de los clubes participantes.
También llevará un cuerpo técnico completo cuyo coste será pagado por la entidad del Pisuerga.
[9] La temporada 2021-22 entrenada por Miguel De la Fuente Morán término en un fantástico quinto puesto, empatado a puntos con Júpiter Leonés.
En una primera fase autonómica entre los equipos clasificados del segundo al quinto del grupo VIII disputada en el estadio La Arboleda de Almazán el equipo tordesillano derrotó en semifinales al subcampeón y equipo local la SD Almazán por 0-1, clasificándose para la final que disputó frente al CD Mirandés "B" al que también derrotó, esta vez por 1-2, con prórroga incluida, clasificándose para la fase nacional que se disputó a partido único en el estadio Dehesa de Navalcarbón de las Las Rozas.