Команда була заснована трьома баскськими студентами 26 квітня1903 року під назвою Атлетік Клуб де Мадрид. Для них мадридська команда була підготовчим майданчиком молодих виконавців для Більбао Атлетік. У 1904 році до них приєднались колишні гравці мадридського Реала. Команда розпочинала свої виступи у біло-синіх кольорах, але у 1911 році Атлетік набув своїх нинішніх кольорів — червоного та білого. Дехто вважає, що зміна командних кольорів зумовлена тим, що білі та червоні смужки були найдешевшим матеріалом на той час, бо з таких сами смужок шили матраци. Власне саме звідси і бере свій початок досить поширене сьогодні прізвисько команди — Матрацники. Також існує і інша версія. Згідно з нею командні форми для Атлетіко Мадрид та Більбао Атлетік закупалися в Англії, у Блекберн Роверс. Одного разу представник команди приїхав придбати нову форму, однак не знайшов жодної майки і йому довелося придбати майки Саутгемптона, у червоно-білих кольорах.
Свої перші виступи команда проводила на стадіоні, розташованому у східній, робітничій частині міста. У 1921 році Атлетіко Мадрид став повністю незалежним від свого баскського засновника. Компанія, яка володіла акціями команди збудувала спортивний стадіон, Естадіо Метрополітано де Мадрид, який вміщав 35 800 глядачів. Стадіон використовувався до 1966 року, після чого команда переїхала на нову арену — Вісенте Кальдерон.
Протягом 1920х років команда вигравала Кампеонато дель Центро та у 1921 році була у фіналі Кубку Іспанії. Спираючись на командні досягнення та стабільність її було включено до першого розіграшу Ла-Ліги у 1928 році. Під час перших виступів у Прімері тренером команди був Фредерік Пентланд, але після двох сезонів команда вилетіла у Сегунду. У 1934 році їм вдалося повернутися в еліту, але через два роки команду знову понизили в класі.
Атлетіко Мадрид та Реал Мадрид — дуже не схожі команди майже у всіх аспектах. В той час, як Сантьяго Бернабеу височить у одному з найбагатших та найпрестижніших районах Мадриду, Вісенте Кальдерон розташований у робітничому районі. Відповідно команди отримали підтримку людей з протилежних частин міста, з різним соціальним статусом та поглядами на життя. Окрім цього у протистоянні замішана і політика, зокрема і під час правління Франциско Франка.
Двічі ці команди зустрічалися в фіналах Ліги Чемпіонів: 2013–2014, тоді Реал переміг 4-1 в додатковий час, відігравшись на 93 хвилині та в 2015–2016, де Реал знову тріуфмував. Основний час вдруге завершився з рахунком 1:1, але цього разу гра дійшла до серії пенальті, де Реал переміг 5:3.
Перемога у першості Іспанії в сезоні 2013-14 стала для клубу десятою в історії, що дозволило йому з сезону 2014-15 розмістити над емблемою зображення золоту зірку.
Енріке Сересо
Дієго Сімеоне
Оскар Ортеґа
