A década de 1990 foi promissora para o basquetebol feminino brasileiro. A seleção nacional, liderada por Hortência, era a sensação nas quadras do mundo. Inspirado pelas meninas do basquete e com intuito de promover este esporte entre as jovens sorocabanas, o empresário João Caracante Filho fundou, em 21 de fevereiro de 1991, o Clube Atlético Sorocaba, que em pouco tempo tornou-se uma das principais forças do esporte do interior paulista.

Mas ao mesmo tempo em que a cidade ganhava uma potência nas quadras, o São Bento, tradicionalíssimo clube de futebol sorocabano, era rebaixado para a segunda divisão do Paulistão após 29 anos seguidos na elite. Tentando aproveitar-se da popularidade do time de basquete, a diretoria do Atlético decidiu montar uma equipe de futebol, para levantar o nome de Sorocaba no esporte.

Na época, para um clube inscrever-se no Paulistão era preciso ter passado por campeonatos amadores. Para cumprir o que era determinado, o Atlético fez uma parceria com o Barcelona, um dos mais tradicionais clubes amadores da cidade de Sorocaba. Juntos se filiaram à Federação Paulista de Futebol. Atlético/Barcelona estreou na Segunda Divisão do Campeonato Paulista (atual Série A3) em 1993. Após um ano de parceria, os clubes se separaram e seguiram caminhos próprios.

Em sua primeira participação no Paulistão, ainda como Atlético/Barcelona, o clube de Sorocaba foi campeão paulista da Segunda Divisão e do Quadrangular Extra, que classificou o clube para a disputa da recém-criada Série A3, em 1994. A equipe disputou esta divisão até 2001, quando foi vice-campeão e conquistou o acesso para a Série A2, juntamente com outro sorocabano, o rival São Bento.

Em 2003, veio o maior feito. O Atlético, depois de dez anos de profissionalismo, chegou pela primeira vez à Série A1. O time foi vice-campeão da A2 naquela temporada, perdendo a final para o Oeste, de Itápolis. O período na elite, no entanto durou apenas dois anos, até 2005. Desde então, clube frequenta a Série A2.

Outro grande feito veio em 2008, quando o clube venceu a Copa Paulista de Futebol, título que lhe deu o direito de disputar a Copa do Brasil, em 2009. Foram dois jogos na competição nacional, uma vitória e uma derrota, ambos contra o Juventude.

Neste mesmo ano da conquista da Copa Paulista, a equipe teve seu melhor desempenho na disputa da Série A2 desde o seu retorno, em 2006, tendo sido eliminado na segunda fase, após ótima campanha na fase de classificação. Em 2009 e 2010, o clube escapou do rebaixamento com a 15ª colocação. Neste biênio também não foi bem na Copa Paulista, quando fora eliminado na segunda e terceira fase, respectivamente.

No estadual de 2011, o Atlético Sorocaba realizou uma excelente campanha na primeira fase da Série A2, mas na segunda fase deixou mais uma vez o acesso escapar. Isso, porém, não aconteceu em 2012, quando o clube conseguiu retornar à elite estadual com vitória na última rodada da fase decisiva.

Em 2013, novamente entre os grandes, o clube escapou do rebaixamento na última rodada após ficar na 15ª posição, um ponto a mais que o primeiro rebaixado.

Sem disputar competições com sua equipe profissional no segundo semestre, a equipe sorocabana começou 2014 apostando em jogadores conhecidos no futebol brasileiro como os atacantes Lenny e Ewerthon e o goleiro Deola. Mas dentro de campo, o time não rendeu e após terminar a competição no penúltimo lugar com apenas 11 pontos ganhos acabou rebaixado para a Série A2.

O recomeço poderia ser a Copa Paulista. Para isso, o Atlético Sorocaba montou uma equipe para se entrosar na competição e chegar forte no outro ano. Na copa estadual, o clube acabou eliminado na segunda fase e mesmo assim manteve boa parte do elenco.

Em 2015, o trabalho começou com o técnico João Batista, mas as oscilações e os pontos perdidos em casa culminaram na saída do comandante que pouco tempo depois deu lugar a Ruy Scarpino. Apesar dos altos e baixos, o clube sorocabano terminou a competição na 13ª posição com 22 pontos ganhos. Dois a mais do que o Comercial, que terminou em 17º e foi um dos rebaixados para a Série A3.