Türkiye'nin doğusunda büyük bir üniversitenin kurulması düşüncesi ve planları Cumhuriyet'in ilk yıllarına kadar uzanır. Bu konuda zaman zaman bireysel ve kurumsal teşebbüsler görülmüştür. Bunlardan en önemlisi 1951 yılında Millî Eğitim Bakanlığı'nın yaptığı geniş çaplı toplantı ve hazırlattığı ayrıntılı rapordur. Yapılan fizibilite çalışmaları sonrasında "doğu illerinde bir yükseköğretim ve kültür merkezi vücuda getirilmesi" hususunda karara varılmış ve en kısa sürede somut adımın atılması talep edilmiştir. Bunun neticesinde 11 Haziran 1951 tarihinde doğu illerinin birinde üniversite kurmakla görevli bir komisyonun teşekkülü istenmiştir. Konu Üniversitelerarası Kurul'da görüşüldükten sonra o dönem mevcut bulunan üç üniversitenin senatolarınca seçilen ve beşer kişiden oluşan toplam on beş kişilik Bilim Komisyonu kurulmuştur. Bu komisyon, 27 Temmuz 1951 tarihinde Ankara'da Millî Eğitim Bakanı Tevfik İleri başkanlığında ilk toplantısını yapmış ve üniversitenin hangi ilde kurulacağına karar verebilmek için bir gezi yapma kararı almıştır (bk. İleri, Tevfik).
Diyarbakır, Van ve Elazığ'da incelemeler sürdürülürken, Erzurum projenin merkezinde yer almıyordu. Erzurum Valisi Cemal Göktan, heyetin Erzurum'a uğramadan Ankara'ya döneceği ihtimaline karşı Cumhurbaşkanı Celal Bayar'a bir telgraf göndererek heyetle birlikte kendilerini Erzurum'a davet etmiştir. Cumhurbaşkanı Bayar, gelemeyeceğini ancak heyeti uçakla Erzurum'a yönlendireceğini belirtir. Ertesi gün vali, ilin mülkî ve askerî erkânı ve şehrin ileri gelenleri ile Erzurum Havaalanı'nda heyeti karşılamış, bir gün sonra da şehir gezilerek toplantılar yapılmıştır. Toplantıda Erzurum'un mevcut durumu, tarihî özellikleri, 1950 nüfus sayımına göre şehir, kasaba ve köy nüfusları, millî savunma ve ticaret yolları bakımından önemi ortaya konulmuş ve heyet bu konularda ayrıntılı olarak bilgilendirilmiştir. Bu ziyaret neticesinde Erzurum'da bir üniversite kurmanın makul ve mümkün olabileceği ön plana çıkmıştır.
Bunun üzerine Millî Eğitim Bakanı Tevfik İleri'nin öncülüğünde "Doğu Üniversitesi'nin Kurulmasına Dair Kanun Tasarısı", 25 Şubat 1953 tarihinde 6059 sayıyla kanunlaşmıştır. Aradan bir yıl kadar geçtikten sonra 10 Mart 1954 tarih ve 6373 sayılı kanunla üniversiteye "Atatürk Üniversitesi" adı verilmiştir. Zamanın hükümeti üniversitenin hayata geçebilmesi için Amerikan İktisadi Kalkınma Teşkilatı'ndan yardım sağlamak üzere, Amerika Birleşik Devletleri ile iletişime geçmiş ve uzmanlar davet edilmiştir.
Erzurum'da kurulacak üniversitenin kampüs ve diğer birimlerinin tayini için Amerikan Yardım Derneği'nin (AID) tavassutuyla Temmuz 1954 tarihinde Nebraska Üniversitesi'nden bir grup uzman ve akademisyen Erzurum'a gelmiştir. Amerikalı heyetin Atatürk Üniversitesi'nin kurulmasıyla ilgili hazırladığı 10 Ağustos 1954 tarihli raporu fazla değişikliğe uğramadan kabul edilmiş ve 1954 yılının sonlarında Ankara'da kurulacak uluslararası bir üniversite ile Erzurum'daki üniversitenin yapımı için proje anlaşması imzalanmıştır. 6990 sayılı Atatürk Üniversitesi Kanunu'nun 7 Haziran 1957 tarihinde yürürlüğe girmesiyle de söz konusu üniversitenin kuruluş çalışmaları tamamlanmıştır. Üniversitenin temeli 23 Temmuz 1957'de Erzurum Kongresi'nin 38. yıl dönümünde Cumhurbaşkanı Celal Bayar ve Başbakan Adnan Menderes tarafından atılmıştır. Üniversitenin kampüs projesi için bir yarışma düzenlenir ve birinciliği Hayati Tabanlıoğlu, Behruz Çinici, Enver Tokay ve Ayhan Tayman'ın projeleri alır. Kampüsün inşaatı 1970'lere kadar devam etmiştir.
Atatürk Üniversitesi 17 Kasım 1958 tarihinde şehir merkezindeki Şair Nefi Ortaokulu binasında Ziraat, Fen ve Edebiyat fakültelerine kabul ettiği 135 öğrenci ile eğitim öğretime başladı. Üniversitenin rektörlüğüne 23 Kasım 1957 tarihinde Ahmet Özel atandı. Türkiye'nin en büyük ikinci kampüsüne sahip olan Atatürk Üniversitesi bünyesinden onlarca yeni üniversite ve fakültenin doğmasına vesile olmuş, sayesinde çevre illerde birçok üniversite kurulmuştur. Seyfettin Özege'nin 1961'de 50.000'den fazla kitaptan oluşan koleksiyonunu bağışlamasıyla zengin bir kütüphaneye de sahip olan üniversite tarım, hayvancılık yanında sosyal ve beşerî bilimler için de önemli araştırma merkezlerinden biri olmuştur.
Atatürk Üniversitesi'nde 2023 itibariyle yirmi üç fakülte, bir yüksekokul, bir Türk Musikisi Devlet Konservatuvarı, on üç meslek yüksekokulu, sekiz enstitü, kırk dört araştırma merkezi, altmış bir laboratuvar mevcuttur. Bu birimlerde 659 profesör, 375 doçent, 551 doktor öğretim üyesi, 296 öğretim görevlisi, 790 araştırma görevlisi, yirmi altı yabancı uyruklu öğretim elemanı, 4856 idarî personel görev yapmaktadır. Üniversitede 12.300 ön lisans, 264 açıköğretim ön lisans, 35.000 lisans, 100.374 açıköğretim lisans, 1480 yüksek lisans, 423 yabancı uyruklu yüksek lisans, 2754 doktora, 162 yabancı uyruklu doktora, altmış dört sanatta yeterlilik olmak üzere toplam 152.821 öğrenci eğitim öğretim görmektedir. Bugüne kadar 654.312 kişinin mezun olduğu üniversitede ulusal ve uluslararası sahada başarılı bilim adamları da yetişmiştir. 2017'de Yükseköğretim Kurulu tarafından araştırma üniversiteleri listesine alınan üniversitenin elli dokuz ülke ile 374 iş birliği projesi vardır. Bünyesinde yetmiş bir bilimsel dergi yayımlanmaktadır.
