Rövid történeti összefoglaló:
Míg a klub meg nem kapta hivatalosan első stadionját, a Campo de O’Donell-t, a csapat a Retiro egyik pályáján játszotta mérkőzéseit. Az 1913. február 9-én átadott O’Donell pálya volt az első bekerített pálya Spanyolországban, amely a későbbi átalakítások során 10000-es férőhelyével a város legjobb stadionjává vált. A futballpálya mellett tenisz, jégkorong és baseball gyakorlására is lehetőséget biztosított. A klub a pályát 1923-ig használta, ebben az évben költözött új otthonába, a Metropolitano stadionba, amely már 25000 férőhellyel bírt. A nyitómérkőzést 1923. május 13-án játszották a Real Sociedad ellen, amelyet a madridiak nyertek 2-1-es arányban. A nyitómérkőzésen a királyi család is képviseltette magát. A létesítmény használatára szintén pályázott a Racing de Madrid, a Gimnástica Española és az Unión Sporting, de végül az Athletic maradt az egyedüli csapat. A stadion a polgárháború alatt részben megrongálódott, így a csapat átmenetileg 1943-ig az 1930-ban épült szintén 25000-es férőhelyű Estadio Vallecast használta, amely eredetileg madridi Racing együttesé volt. A Metropolitano stadiont 1943. február 21-én nyitották újra meg, a nyitómeccset az Atlético Aviación 2-1-re nyerte a Real Madrid ellen.
A szurkolók jelenlegi „otthona”, a Vicente Calderón (eredeti nevén Estadio Manzanares, a stadion mellett futó Manzanares folyóról, a Vicente Calderón nevet 1971. július 14-én kapta), amelyet hét év előkészület után 1966-ban adtak át 54851 hivatalos férőhellyel. A stadion az elsők között volt a teljes ülő férőhelyekkel bíró stadionok között. A nyitómérkőzést a csapat 1966. október 2-án játszotta a Valencia ellen, amely 1-1-re végződött. A piros-fehérek otthona számos győztes nagy derbinek adott otthon és itt szerezte meg a csapat az Interkontinentális Kupát is. A stadion az UEFA-tól 2003-ban 5 csillagos minősítést kapott.
Annak ellenére, hogy a Vicente Calderónt milyen kultusz övezi, a klub új stadionra vár, a projekt egyelőre az Estadio de Madrid vagy az Estadio de la Peineta névre hallgat. A végleges nevet a létesítmény teljes elkészültével kapja meg. Az Atleti és a városvezetés 2007-ben állapodott meg az 1994-ben átadott Estadio de Madrid 22000-ről 76000 férőhelyesre történő kibővítésében, melynek munkálatait már megkezdték és előreláthatóan 2012-re tervezik átadását. A létesítmény jelenleg atlétikai stadionként működik és 22000 néző befogadására alkalmas. A projektet Madrid város önkormányzata és a klub közösen finanszírozza. Az önkormányzat megvásárolja a csapat régi stadionját és a mellette álló sörgyárat, aminek a helyére parkot épít Parque Atlético de Madrid elnevezéssel. Ennek következtében természetesen számos szurkolói csoport (Plataforma Salvemos el Calderón, Asociación Señales de Humo) indított mozgalmat a Vicente Calderón megmentésére. Az új stadion amellett, hogy 20000 új férőhelyet biztosít a Vicente Calderónhoz képest, számos infrastrukturális lehetőséget is kínál, többek között új metróvonalat, parkolót, jobb megközelíthetőséget, stb. Mindehhez atlétikai pálya is társul. Mivel a 2016-os olimpia rendezési jogát nem Spanyolország nyerte meg, ezért a 2020-as és a 2024-es olimpiai játékok egyik központi helyszíne is a Peineta lenne. Ebben az esetben az atlétikai pályát csak az olimpia előtt építenék a futballpálya köré.
A klub edzőközpontja a Majadahonda. Itt található a B csapat, a női csapat (Atlético Fémininas) és a Rayo Majadahonda pályája is, a Cerro del Espino, amely 3500 szurkolót képes befogadni. A ministadion sajtószobával, közvetítőfülkékkel, büfével, konditeremmel rendelkezik, továbbá a központhoz két normál és két műfüves pálya is tartozik. A létesítmény szintén költözés előtt áll, a csapat kinőtte a Majadahondát és Európa egyik legmodernebb tréningközpontját hamarosan Alcorcónban, Madrid egyik külvárosában építi fel a klub. A tervek szerint 140 hektáron a Cerro del Espino már 15-20000 férőhelyesre bővülne, valamint további bővítésekre is alkalmas lenne, arra az esetre, ha a jövőben Madrid nyerné el az olimpia rendezés lehetőségét, akkor a nyári játékok idején a nagycsapat is itt játszaná mérkőzéseit. A sportlétesítmény számos szórakozási lehetőséget is biztosítana, mint pl. uszoda, golfpálya, teniszpálya, fitnesz-központ, és ide kerülne a klub stábja is.
