Atterberg étudie le violoncelle et en joue parfois dans l'orchestre. Il publie sa première œuvre en 1908 : Rhapsodie pour piano et orchestre opus 1. En 1910, il présente sa Rhapsodie et une version inachevée de sa première symphonie opus 3, pour le concours d'admission au Conservatoire de Stockholm. Il y étudie la composition et l'orchestration avec Andreas Hallén (1846-1925) et parallèlement, l'année suivante, obtient son diplôme d'ingénieur à l'Institut Royal de Technologie.
De 1912 à 1968, Atterberg est employé au bureau suédois des brevets. En 1912, il achève et dirige sa première symphonie. De 1916 à 1922 il est le chef de l'Opéra Royal de Stockholm. Après la guerre et jusqu'en 1957 il exercera aussi le métier de critique dans un journal de la capitale (Stockholmstidningen).
En 1924, Atterberg participe à la fondation de la Société des compositeurs suédois et de la Société pour les droits d'interprétation. En 1926, il est nommé membre de l'Académie Royale suédoise de musique et il en deviendra le secrétaire perpétuel de 1940 à 1953.
Bien qu'ayant dirigé dans les grandes capitales d'Europe, le nom de Kurt Atterberg ne fut découvert par le public qu'en 1928, lors du centenaire de la mort de Schubert, la Columbia lui offrit le premier prix, doté de 2000 livres (10 000 dollars) pour avoir terminé la Symphonie Inachevée. Grâce à cette dotation, il compose une œuvre qui n'est autre que sa Symphonie no 6 plus connue sous-titrée Dollar Symphony. Créée à Cologne par Abendroth, elle est gravée par Sir Thomas Beecham, Arturo Toscanini et Atterberg l'enregistra lui-même plus tard.
Un prix Atterberg(sv) a été institué et il est décerné chaque année depuis la mort du compositeur. Il récompense des compositeurs suédois.
Atterberg a composé dans un style romantique que l'on peut rapprocher de celui des musiciens du courant nationaliste nordique, notamment Edvard Grieg ou Jean Sibelius. On retrouve cependant chez lui à la fois des influences plus diversifiées dont il se réclame lui-même : les russes, Brahms et Reger et est pourvu d'une grande imagination, tant sur le plan thématique qu'orchestral.
Elles n'ont, pour la plupart, été éditées qu'une seule fois en disque compact (Naxos). L'intégrale des symphonies, ainsi que les concertos pour violon et piano ont été édités par CPO en 2005 et 2006.
Les éditions de ses œuvres en partitions sont difficiles voire impossibles à trouver (excepté le concerto pour cor opus 28 (1926), chez Breitkopf & Härtel).
Allegro con fuoco - Tranquillo - Adagio - Tempo I - Maestoso
no 3 op. 10 "Västkustbilder" [Portrait de la côte Ouest] (1914/16)
Soldis [soleil de brumes]
Storm [tempête] Con fuoco
Sommarnatt [nuit d'été] Adagio - Molto vivace
no 4 en sol mineur op. 14 "Sinfonia piccola" (1918) på svenska folkmotiv [sur des mélodies suédoises]
Con forza
Andante
Scherzo
Finale. Rondo
no 5 en ré mineur op. 20 "Sinfonia funebre" (1919/22)
Pesante Allegro
Lento
Allegro molto - Tempo di valse
no 6 en ut majeur op. 31 "Dollarsinfonie" (1927/28)
Moderato - più vivo
Adagio
Vivace
no 7 op. 45 "Sinfonia romantica" (1942)
Drammatico
Semplice
Feroce
no 8 en mi mineur op. 48 (1944) på svenska folkmotiv [sur des mélodies suédoises]
Largo
Adagio
Molto vivo
Con moto
no 9 op. 54 "Sinfonia visionaria" pour solistes (mezzo-soprano & baryton), chœur et orchestre (1955/56) texte extrait du dit de la voyante une partie de l'Edda.
Det är sabbatsdag i bygden pour baryton et orchestre, op. 5 (1911/13) (texte de Olof Thunman)
Svarta svanor [Svarta svanor, svarta svanor glida somi sorgetåg] chant pour baryton ou soprano et orchestre (1913/14) (texte de Carl Johan Gustaf Snoilsky (1841-1903))
Ave maris stella pour chœur mixte (1917)
Requiem op. 8 pour solistes, chœur et orchestre (1914) (texte de van Gustav Schlyter)
Järnbäraland op. 16 pour solistes, chœur et orchestre (1919) (texte de van Hugo Tigerschiöld)
Das Lied op. 25 pour solistes (chœur ad. lib.) et orchestre (1925)
Sångens land op. 32 pour solistes (chœur ad. lib.) et orchestre (1928) (texte de Ture Rangström (1884-1974))
Sinfonia pour cordes op. 53, Adagio amoroso pour violon et cordes, Intermezzo, Prélude et fugue, Suite no 7 op. 29 - Camerata Nordica, Ulf Wallin (violon et direction), (2005, CPO 777 156-2)
Concerto pour cor, Soren Hermansson (cor), Umea Sinfonietta, Dir. Edvard Tjivzjel (BIS CD-376) + œuvres de Jacob, Larsson...
Concerto pour piano, Rhapsodie pour piano et orchestre op. 1, Ballade & Passacaglia, op. 38 - O. de la NDR de Hanovre, Love Derwinger (piano), Dir. Ari Rasilainen (CPO 999 732-2)
Concerto pour violon, ouverture op. 4, Värmlands Rhapsodie op.36 - Ulf Wallin (violon), O. Radio Berlin, Dir. Roger Epple (CPO)
Concerto pour violoncelle, Quintette op. 36 de Brahms (arr. orch. à cordes) - Truls Mork (violoncelle), Dir. Järvi (BIS CD-1504)