El parentesco de Atalanta es incierto. Sus padres pueden haber sido el rey Yaso y Clímene. Vino al mundo en el «estado indeseable» de ser mujer. Como resultado, su padre la llevó al bosque y la dejó morir. Sin embargo, un oso la encontró y la adoptó. A medida que crecía, empezó a pasar tiempo con los cazadores y pronto fue la mejor entre ellos. Le encantaba la caza y el aire libre y no tenía ningún uso para un hombre en su vida. También recibió un oráculo que decía que su matrimonio terminaría en un desastre. No tenía ningún reparo en defender su virginidad. Cuando los centauros Reco e Hileo intentaron violarla, ella los mató rápidamente con sus flechas.
Deseaba unirse a los argonautas, pero Jasón pensó que no estaba bien tener una mujer entre la tripulación, por temor a que se produjeran problemas similares a los de la caza del jabalí.
Sus habilidades de tiro le permitieron sacar la primera sangre durante la caza del jabalí de Calidón. Su contribución a la caza se vio empañada cuando una disputa por darle un trofeo de la cacería resultó en la muerte de Meleagro y sus tíos.
En los juegos fúnebres en honor a Pelias, Atlanta entró en los concursos de lucha libre. Allí, ganó más fama al obtener una victoria sobre Peleo.
Su padre perdonó a Atalanta
Logró lo suficiente para que su padre la perdonara por no ser hijo y le permitiera regresar a casa. Una vez allí, intentó cumplir con sus obligaciones paternas encontrándole un marido. Que ella simplemente se negara podría despertar un peligroso resentimiento. En lugar de eso, propuso una prueba. El pretendiente exitoso tendría que vencerla en una carrera a pie. Los pretendientes perdedores serían decapitados por ella. Como Atlanta era uno de los mortales más rápidos, esto parecía asegurar su virginidad.
Durante bastante tiempo esto funcionó. Algunos dicen que igualó las probabilidades usando una armadura mientras corría. Otros dicen que le dio a los pretendientes una ventaja de la mitad de la distancia. En cualquier caso, las cabezas se apilaron.
Melanión se enamoró de ella. Sabía que no era lo suficientemente rápido para ganar la carrera. Así que hizo lo que muchos amantes frustrados habían hecho; rezó a Afrodita por ayuda. Afrodita tenía debilidad por los amantes y se preocupaba por los que rechazaban el romance al grado que lo hacía Atlanta. Afrodita le presentó a Melanión tres manzanas doradas y un plan. A cambio, Melanión debía sacrificarse a Afrodita.
Melanión entonces corrió su carrera con Atlanta llevando las manzanas con él. Cuando Atlanta lo alcanzó, le arrojó la primera manzana a sus pies. La vista de la manzana dorada mágica fue irresistible para Atlanta. Se detuvo a recogerla confiada en que podría recuperar el tiempo. Muy pronto pasó de nuevo por Melanion. Arrojó la segunda manzana, esta vez más hacia un lado. Una vez más, perdió tiempo en recuperar la manzana. Cuando volvió a alcanzar la línea de meta estaba cerca y perseguir la tercera manzana lanzada le costó la carrera.
A pesar de su resistencia, el matrimonio parecía convenir a Atlanta. La felicidad y la alegría de Melanión era tan grande que olvidó por completo sus obligaciones de sacrificarse por Afrodita. Como de costumbre, cuando se metía con los dioses, la venganza era severa.
Convertidos en leones
Afrodita esperó a que Melanión y Atlanta pasaran un santuario a un dios, posiblemente Zeus. Luego los golpeó con un deseo abrumador. Melanión llevó a Atlanta al santuario y se acostó con ella. En ese momento, el enfurecido dios los convirtió a ambos en leones. Esto fue considerado por los griegos como particularmente poético ya que creían que los leones sólo podían aparearse con leopardos.
Hay otro misterio relacionado con Atlanta. De alguna manera, a pesar de su presunta virginidad, tuvo un hijo, Partenopeo. El padre es incierto. Melanión y Meleagro han sido sugeridos, pero ambos estuvieron con Atlanta sólo brevemente. Aris también ha sido propuesto como padre. Por vergüenza, dejó al niño expuesto en una montaña. Fue encontrado y criado, convirtiéndose finalmente en un héroe por derecho propio.