테게아(Tagea)의 왕 이아소스(Iasos)와 칼뤼메네(Kalymene) 사이에서 태어났으나, 버려져 곰의 젖을 먹고 자랐다. 어려서부터 산속에서 뛰놀며 자란 아탈란테는 남자들보다도 체력이 뛰어난 아름다운 처녀 사냥꾼이 되었다. 특히 달리기는 상대할 자가 없었다고 한다. 거칠기로 이름난 켄타우로스족의 로이코스와 힐라이오스는 아탈란테를 겁탈하려다가 그녀가 쏜 화살에 맞아 죽었다.펠리아스의 계략에 빠진 이아손이 황금의 양모피를 찾기 위하여 아르고호를 타고 모험에 나설 영웅들을 불러모을 때 아탈란테도 지원하였으나, 이아손은 여성이 끼면 남성 동료들 사이에 불화가 생긴다고 거절하였다고 한다. 아르고호의 모험이 끝난 뒤, 펠리아스를 추모하는 경기의 레슬링 시합에 참가한 아탈란테는 훗날 아킬레우스의 아버지가 된 펠레우스와 싸워 이겨 아르고호의 모험에 참가한 영웅들보다 뛰어나다는 사실을 증명하였다. 한편 여신 아르테미스는 칼리돈 왕 오이네우스가 자신에게만 제물을 바치지 않자 거대한 멧돼지를 보내 칼리돈을 어지럽히게 만들었다. 그러자 오이네우스의 아들 멜레아그로스는 그리스 전역에서 영웅들을 불러모아 멧돼지 사냥에 나섰는데, 아탈란테도 여기에 참가하였다. 사나운 멧돼지를 상대하여 사상자가 끊이지 않는 가운데 아탈란테가 쏜 화살이 멧돼지의 몸에 처음으로 명중하였고, 멜레아그로스가 마지막 일격을 더해 멧돼지의 숨통을 끊었다. 아탈란테에게 마음을 빼앗긴 멜레아그로스가 멧돼지 가죽을 그녀에게 주려고 하자, 멜레아그로스의 외삼촌인 톡세우스와 플렉시포스가 이를 시기하여 반대하였다가 멜레아그로스에게 살해되었다. 이로 인해 멜레아그로스도 목숨을 잃었고 둘의 인연도 끊겼다.칼리돈의 멧돼지 사냥으로 아탈란테의 이름이 알려지자, 아버지 이아소스(또는 스코이네우스)는 버렸던 딸을 자식으로 받아들였다. 이아소스는 딸의 결혼을 재촉하였고 거절하다 못한 아탈란테는 자신과 달리기 경주를 하여 이긴 남자와 결혼할 것이며 진 사람은 죽여 버리겠다는 조건을 내세웠다. 아탈란테가 결혼하지 않으려 한 것은 순결의 여신 아르테미스를 따라 평생 처녀로 지내겠다고 맹세하였기 때문이라고도 하고, 결혼하면 파멸할 것이라는 신탁을 받았기 때문이라고도 한다. 많은 남자들이 아탈란테에게 청혼하여 경주를 벌였으나 패배하여 목숨을 잃었다. 경주할 때 아탈란테는 무장한 채로 달렸고, 청혼자들은 몸을 가볍게 하기 위하여 벌거벗고 달렸으나 바람처럼 빠른 그녀를 이길 수 없었다고 한다. 멜라니온(또는 히포메네스)이라는 청년은 경주의 심판을 보다가 아탈란테에게 반하여 청혼하였다. 그는 아탈란테와 함께 칼뤼톤의 멧돼지 사냥을 한 아르카디아 출신의 영웅이다. 그와 아탈란테는 사촌 사이였다. 그의 아버지 암피다마스(Amphidamas)와 아탈란테의 아버지 이아소스는 모두 아르카스(Arkas)의 자손 뤼쿠르고스의 아들이었다. 멜라니온은 사랑의 여신 아프로디테에게 경주에서 이기게 해 달라고 기도하여 황금사과 3개를 얻었다. 경주가 시작되자 멜라니온은 아탈란테가 앞서갈 때마다 그녀 앞에 황금사과를 하나씩 던졌다. 아탈란테는 사과를 줍느라고 주춤하였고 그 사이에 멜라니온이 앞서 달려 결국 승리하였다. 훗날 테베를 공격한 일곱 장군 가운데 한 사람이 된 파르테노파이오스는 두 사람 사이에서 태어난 아들이라고도 한다. 아탈란테와 멜라니온은 아프로디테(또는 제우스)의 신전에서 사랑을 나누다가 신을 모독한 벌로 둘 다 사자로 변했다. 고대에는 사자끼리는 서로 맺어질 수 없다고 믿었기 때문에 두 사람이 영원히 결합할 수 없도록 내린 벌이라고 할 수 있다. 다른 이야기로는 멜라니온이 아프로디테에게 감사의 뜻을 나타내지 않자 아프로디테가 둘로 하여금 키벨레의 신전을 모독하게 만들었다. 이 여신은 그들로부터 인간의 모습을 박탈하고 그들의 성격과 흡사한 성격을 가진 야수로 변하게 하였다. 수렵가인 여주인공은 구혼자들의 유혈 가운데서 승리를 얻었으므로 암사자로 변하게 하고 남편은 수사자로 변하게 하였다. 그리고 그들을 자기의 수레에다 맸다. 그래서 지금도 조각이나 회화 등 여신 퀴벨레의 상에는 두 마리의 사자가 반드시 그 곁에서 시종하고 있는 것을 볼 수 있다. 이로부터 키벨레를 묘사한 회화나 조각 작품에는 두 마라의 사자가 시종처럼 따르게 되었다.에피다우로스 지방에는 「아탈란테의 샘」이 있는데, 이는 사냥 도중 갈증을 느낀 그녀가 창으로 바위를 깨고 찾아낸 샘이라고 한다