En su palmarés no se reconoce oficialmente la liga ganada por el Atlético Villa de Madrid en 1990.

La mayor parte de sus jugadoras pasaron a reforzar otro equipo madrileño, el Club Deportivo Oroquieta Villaverde, que se convirtió en el gran dominador del fútbol femenino español en los años 1990.

De esta forma en la temporada 2001-02 se puso en marcha el denominado en un principio como Atlético Féminas.

El equipo logró quedar en mitad de la tabla tras el ascenso, donde permaneció durante tres temporadas.

Los siguientes años se fichó a jugadoras con experiencia internacional o con potencial.

El equipo descendió un peldaño y quedó tercero en la Liga pero ganó su primer trofeo, la Copa de la Reina.

Ese verano de 2016, el Club decidió integrar definitivamente y a todos los efectos al equipo femenino en su estructura.

Salieron las canteranas Nagore Calderón, Marta Carro y Noelia Gil además de Débora García.

Esa temporada el Atlético de Madrid ganó su primera liga sin perder ningún partido.

[12]​ En diciembre de 2016, debutó el equipo femenino en el Vicente Calderón, derrotando 2-1 al Barcelona ante 13 935 espectadores.

Mapi León se convirtió en el primer traspaso pagado entre clubes españoles al ser fichada por el Barcelona.

Ese día, empataron a dos con el Madrid Club de Fútbol Femenino y la asistencia fue de 22 202 espectadores, convirtiéndose en el segundo partido más concurrido en la historia del fútbol femenino español hasta la fecha.

[16]​ En la temporada 2018-19 el club decidió cerrar el ciclo de Villacampa y nombró a José Luis Sánchez Vera entrenador.

Como el año anterior se siguió internacionalizando el equipo con la llegada de Dolores Silva, Aïssatou Tounkara, Elena Linari y Alex Chidiac, todas ellas internacionales con sus países.

De las jugadoras que dejaron el club destacaron Soni, Corredera y Pereira.

La siguiente temporada dejaron el club Lola Gallardo, Kenti Robles y Ángela Sosa.

El club decidió contratar jugadoras de trayectoria internacional consagrada como Hedvig Lindahl, Alia Guagni, Turid Knaak, Pauline Peyraud-Magnin y Merel van Dongen, lo que provocó problemas de adaptación y acoplamiento en el equipo.

El equipo fue muy irregular y en enero de 2021 José Luis Sánchez Vera volvió al club sustituyendo a Dani González.

En la temporada 2022-23 causaron baja las capitanas Amanda Sampedro, Silvia Meseguer y Laia Aleixandri.

Laia Aleixandri, tercera capitana, dejó el Atlético de Madrid tras cinco temporadas.

El equipo se mantuvo en la zona objetivo durante la primera vuelta, con solidez defensiva y una buena racha goleadora de Sheila Guijarro.

[30]​ Lola Gallardo logró el trofeo Zamora como portera menos goleada del campeonato.

[36]​[37]​ También se entregó el Premio Almudena Grandes a Priscila Borja por su trayectoria deportiva en el Atlético de Madrid.

[38]​[39]​ El Atlético de Madrid inició su trayectoria en la última categoría del fútbol madrileño.

En la faceta goleadora destaca Priscila Borja, con 99 goles según las bases de datos o 107 según el club en 207 o 208 partidos, repartidos en siete temporadas entre 2009 y 2017, con un paréntesis de una temporada en la que jugó en el Rayo Vallecano.

Carmen Menayo, y Laia Aleixandri son las otras jugadoras con placa conmemorativa.

Fuentes: BDFutbol, y hemeroteca de El Mundo Deportivo.Nota: Partidos anteriores a la temporada 2005-06 no computados.