Atalanta debuterede i Serie A den 12. september 1937 i en 0<unk>0 udenlandstrækning mod Genoa. En uge senere spillede klubben sin første hjemmekamp i Serie A mod Juventus på Brumana stadion foran over 15.000 tilskuere og tabte 1-0. På trods af den indledende entusiasme vandt klubben kun fire kampe i løbet af sæsonen.
Alle er hjemme. Dette førte klubben til en anden til sidste placering (foran Fiorentina) og nedstigning til Serie B. Selvom denne nedstigning førte til salg af midtbanespilleren Giuseppe Bonomi til Roma for 120.000 lire, havde holdet i denne periode også midtbanespilleren Severo Cominelli, Atalanta's næsthøjeste scorende (bag Cristiano Doni) med 62 karrieremål for klubben.