A não classificação do Atlético para a Copa Libertadores levou o Galo de volta para a Copa Sul-Americana, competição que o Alvinegro não disputa desde 2011.
Será a sétima participação do Atlético na competição. A estreia foi em 2003, com a última participação ocorrendo em 2011. A melhor campanha foi em 2010, quando o clube chegou às quartas de final. Confira a baixo o retrospecto do Galo no segundo maior torneio da Conmebol.
2003 – O Atlético estreou na Sul-Americana diante do Corinthians. Era um triangular que também tinha o Fluminense. O Galo venceu os paulistas e foi derrotado pelos cariocas. O Fluminense foi o vencedor do triangular e avançou para a segunda fase.
- JOGOS
- Corinthians 0 x 2 Atlético
- Atlético 0 x 2 Fluminense
2004 – Na preliminar entre brasileiros, o Atlético teve como adversário o Goiás. O Galo acabou sendo eliminado.
- JOGOS
- Goiás 4 x 2 Atlético
- Atlético 1 x 1 Goiás
2008 – Na preliminar entre brasileiros, o Atlético teve como adversário o Botafogo. O Galo acabou sendo eliminado.
- JOGOS
- Atlético 2 x 5 Botafogo
- Botafogo 3 x 1 Atlético
2009 – Na preliminar entre brasileiros, o Atlético teve como adversário o Goiás. O Galo acabou sendo eliminado.
- JOGOS
- Atlético 1 x 1 Goiás
- Goiás 1 x 1 Atlético
- Pênaltis: 6 x 5
2010 – Na preliminar entre brasileiros, o Atlético teve como adversário o Grêmio Prudente. O Galo eliminou os paulistas. Na fase internacional, o Alvinegro enfrentou o Santa Fé, da Colômbia e passou novamente de fase. Nas quartas de final, o adversário foi o Palmeiras e o time mineiro deixou a competição.
- JOGOS
- Grêmio Prudente 0 x 0 Atlético
- Atlético 1 x 0 Grêmio Prudente
- Atlético 2 x 0 Santa Fé
- Santa Fé 1 x 0 Atlético
- Atlético 1 x 1 Palmeiras
- Palmeiras 2 x 0 Atlético
2011 – Na preliminar entre brasileiros, o Atlético teve como adversário o Botafogo. O Galo acabou sendo eliminado.
- JOGOS
- Atlético 1 x 2 Botafogo
- Botafogo 1 x 0 Atlético
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