Zespół należy do najbardziej utytułowanych w Hiszpanii, z 11 tytułami mistrzowskimi i 10 wicemistrzostwami klub zajmuje trzecie miejsce w klasyfikacji drużyn według ilości mistrzostw w Primera División, a biorąc pod uwagę zdobyte punkty klub również zajmuje 3. miejsce z 3597 punktami (stan po sezonie 2018/2019). Poza 10 tytułami mistrzowskimi klub dziesięciokrotnie zdobywał Puchar Króla i pięciokrotnie Superpuchar Hiszpanii. Osiągał także sukcesy w rozgrywkach międzynarodowych: w 1962 roku wygrał Puchar Zdobywców Pucharów, w 1974, 2014 i w 2016 roku grał w finale rozgrywek o Puchar Europy, w 2010 i 2012 klub wygrał Ligę Europy, w tych samych latach zespół zdobywał też Superpuchar Europy. W 1974 roku Atlético wygrywając dwumecz o Puchar Interkontynentalny z argentyńskim Independiente 2:1 zostało najlepszą drużyną klubową świata.
W swojej historii Atlético nosiło wiele przydomków, jak np. „Los Colchoneros” (w dosłownym tłumaczeniu „wytwórcy materacy”), gdyż pierwsze koszulki klubu przypominały wzór materaca. W latach 70. piłkarzy madryckiego klubu nazywano „Los Indios”. Wówczas w kadrze drużyny Atlético było wielu zawodników z Ameryki Południowej.