Ηρωίδα της αρχαιότητας, η πιο γρήγορη από όλους τους θνητούς και η μοναδική γυναίκα αργοναύτης. Η ιστορία της συνδέεται άλλοτε με τους αρκαδικούς κι άλλοτε με τους βοιωτικούς μύθους.
Οι δυο μύθοι έχουν τόσα κοινά χαρακτηριστικά που δεν μας επιτρέπουν να θεωρήσουμε πως υπήρχαν δυο διαφορετικές ηρωίδες με το ίδιο όνομα.
Κατά τον αρκαδικό μύθο, η Αταλάντη, ήταν κόρη του Ιασίου (ή του Σχοινέως) και της Κλυμένης. Πατρίδα της ήταν το Λύκαιον, το Μαίναλο ή η Τεγέα. Όταν γεννήθηκε η Αταλάντη, ο πατέρας της, επειδή ήθελε μόνο γιους, την εγκατέλειψε στο όρος Παρθένιο κοντά στην είσοδο μιας σπηλιάς. Στην αρχή, την Αταλάντη, την φρόντιζε μια αρκούδα (σύμβολο της Άρτεμης) και αργότερα την περιμάζεψαν κάποιοι κυνηγοί. Κοντά τους έμεινε μέχρι να μεγαλώσει κι έμαθε τα μυστικά του κυνηγιού. Όταν μεγάλωσε δεν ήθελε να παντρευτεί, ζούσε με αγνότητα και κάποτε σκότωσε με τα βέλη της τους Κένταυρους Ροίκο και Υλαίο που είχαν προσπαθήσει να τη βιάσουν.
Πήρε μέρος στο κυνήγι του Καλυδώνιου κάπρου παρά τις αντιδράσεις των συγκεντρωμένων ηρώων, οι οποίοι αρνούνταν να συμμετάσχουν σε κυνήγι που θα έπαιρνε μέρος μία γυναίκα. Ο Μελέαγρος όμως, ο γιος του βασιλιά Οινέως, του διοργανωτή της επιχείρησης, ερωτεύτηκε την ηρωίδα κι έπεισε τους υπόλοιπους ήρωες να τη δεχτούν. Μετά από έξι μέρες κυνηγιού η Αταλάντη σκότωσε μαζί με το Μελέαγρο τον κάπρο ρίχνοντας πρώτη εκείνη το θανατηφόρο βέλος στο ζώο και σύμφωνα με το έθιμο έλαβε σαν έπαθλο το κεφάλι και το δέρμα του ζώου.
Πήρε μέρος στην αργοναυτική εκστρατεία μαζί με το Μελέαγρο. Μετά το τέλος της εκστρατείας στους ταφικούς αγώνες που έγιναν προς τιμή του Πελία, η Αταλάντη νίκησε στην πάλη τον Πηλέα.
Σύμφωνα με την αρκαδική εκδοχή παντρεύτηκε τον εξαδελφό της Μελανίωνα, ο οποίος την είχε ερωτευθεί όταν την είχε συναντήσει στις περιπλανήσεις του στα δάση. Από το γάμο αυτό γεννήθηκε ο Παρθενοπαίος, τον οποίο ο Ευρυπίδης αναφέρει ως έναν από τους Επτά επί Θήβας. Σύμφωνα με το βοιωτικό μύθο γονείς της Αταλάντης ήταν ο Σχοινέας και η Κλυμένη. Από πολύ μικρή είχε δείξει μεγάλες ικανότητες στο κυνήγι και ήταν ανίκητη στο τρέξιμο.
Ζούσε στα δάση κι απέφευγε τους ανθρώπους επειδή ήθελε να μείνει πιστή στην Άρτεμη και να παραμείνει αγνή ή κατά άλλους επειδή υπήρχε κάποιος χρησμός που έλεγε πως αν παντρευόταν θα μεταμορφωνόταν σε ζώο. Ο πατέρας της δέχτηκε την απόφασή της να μην παντρευτεί υπό τον όρο ότι αν κάποιος την κέρδιζε σε αγώνα δρόμου εκείνος θα την έκανε γυναίκα του.
Η Αταλάντη, επειδή ήταν ανίκητη στο τρέξιμο, συμφώνησε, με την προϋπόθεση ότι θα είχε το δικαίωμα να σκοτώνει τους ηττημένους. Για το λόγο αυτό στις εκκινήσεις των αγώνων έδινε σε κάθε επίδοξο μνηστήρα ένα μικρό προβάδισμα. Εκείνη ακολουθούσε κρατώντας ένα δόρυ με το οποίο τρυπούσε το νεό όταν τον έφτανε. Πολλοί είχαν βρει τέτοιο θάνατο μέχρι που ο Ιππομένης ή Ιππομέδων ξεπέρασε την Αταλάντη στο τρέξιμο με τέχνασμα που του υπέδειξε η θεά Αφροδίτη. Η θεά του χάρισε τρία χρυσά μήλα από τον Κήπο των Εσπερίδων ή κατά μία άλλη παράδοση από το στεφάνι του Διονύσου.
Κατά τη διάρκεια του αγώνα, καθώς ο Ιππομένης έχοντας ξεκινήσει πρώτος προηγούνταν, έριχνε πίσω του από ένα χρυσό μήλο κάθε φορά που η Αταλάντη τον πλησίαζε. Εκείνη σταματούσε να το μαζέψει και καθυστερούσε, με τον τρόπο αυτό ο Ιππομένης κατάφερε να κερδίσει τον αγώνα. Οι δυο νέοι παρασυρμένοι από τον έρωτα τους περιπλανιόνταν στα δάση και ενώθηκαν μέσα σε ναό αφιερωμένο στη θεά Κυβέλη ή κατ’ άλλους στο Δία Καλλίνικο.
Επειδή αυτό θεωρούνταν ανόσιο τιμωρήθηκαν με τη μεταμόρφωσή τους σε ζευγάρι λιονταριών.