27 января 1871 года восьмивагонный состав, ведомый паровозом серии «Б» завода Байер-Пикок, прибыл в Аткарск. Этот день считается датой основания станции Аткарск, пишет газета «Железнодорожник Поволжья».
Вскоре после открытия дороги начались отладка пути, поставка оборудования в паровозное депо и мастерские, отделка деревянного вокзала. Для заправки паровозов построили водокачку.
С началом регулярного движения Аткарск стал центром хлебной торговли. Через станцию отгружалось до 2,5 млн пудов хлеба в год. Вокруг железной дороги стали строить склады, лесные пристани, мельницы. Рядом селились рабочие и служащие магистрали. Станция Аткарск стала первой узловой железнодорожной станцией на саратовской земле и на Рязанско-Уральской дороге в целом.
В 1894 году в Аткарске завершилось строительство кирпичного двухэтажного здания вокзала по проекту главного архитектора Рязанско-Уральской дороги Петра Зыбина. Площадь сооружения составила 1 390 кв. м. В нём разместились залы ожидания для пассажиров 1-го и 2-го классов. В 1901 году здание расширили пристройкой в обе стороны. Пассажирам 3-го класса отводилось деревянное здание. В нём была и багажная касса. В 1917 году в деревянном вокзале постоянно устраивались митинги. Оно просуществовало до конца 1990-х. В 1939 году на станции реконструировали Ртищевскую горловину и уложили на щебень новые рельсы тяжёлого типа.
С началом Великой Отечественной войны через Аткарск на запад пошли воинские эшелоны, а на восток – поезда с эвакуированными и оборудованием вывозимых заводов. На вокзале развернули эвакуационный пункт. В декабре 1944-го аткарские паровозники заняли первое место на Рязанско-Уральской дороге по перевозкам грузов. За ударный труд в годы войны 73 работника паровозного депо награждены орденом Ленина.
В 1955-м на станции Аткарск началась сплошная реконструкция главного пути со сменой рельсовых решёток, скреплений и устройством балласта из новых усиленных материалов. Монтировали рельсы тяжёлого типа Р-50 и Р-65. В 1960-х на станционных путях установили электрическую блокировку, все стрелочные переводы получили электрическое освещение. Это повысило безопасность движения.
В 1990-х в перевозках наметился спад. В отдельные периоды на вокзале можно было увидеть, что все пути свободны. В 2000-х годах грузопотоки через Аткарск стали увеличиваться. Стабильно отправлялись зерно и подсолнечное масло.
Ныне Аткарск – станция 3-го класса. На ней 18 главных и станционных путей, несколько подъездных путей и тупиков.
В числе основных грузов – зерно, подсолнечное масло, семечки, сахар, щебень, шпалы, металлопрокат, удобрения. С лета 2020 года через станцию начали пропускать сдвоенные контейнерные поезда с грузами из Китая, которые направляются в европейские страны.
