Sus orígenes varían según la versión del mito. Así, puede considerarse como hija de Yaso, descendiente de Árcade, y de Clímene, quien era hija de Minia rey de Orcómeno. Para Eurípides y otros, su padre es más bien Ménalo, por quien la isla Ménalo fue nombrada. Sin embargo, la versión más difundida, especialmente desde Hesíodo, es en la que Atalanta es hija de Atamante y Temisto, gracias a lo cual se relaciona con la cultura beocia.
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Su padre quería únicamente hijos varones y por eso al nacer Atalanta, la abandonó en el monte Partenio a su suerte. Ella pudo sobrevivir gracias a que una osa la cuidó y la amamantó, hasta que unos cazadores la encontraron y decidieron criarla.
Una vez que se convirtió en una bella y ágil mujer, Atalanta decidió no casarse y mantenerse virgen para consagrarse a la diosa de la cacería, Artemisa, a quien emulaba con sus acciones. Por ello, Atalanta vivía en el bosque cazando y llegó a ser una de las cazadoras más renombradas de la antigüedad.