Родился Атласов в городе Великий Устюг, в семье крестьянина, а в Сибирь отправился на заработки. Сначала занимался сбором ясака (дань пушниной) среди якутов и доставлял его в Якутск, дослужился до пятидесятника.

      В 1695 г. его назначили приказчиком Анадырского острога. В 1696 г. он отправил на юг, к приморским корякам, небольшой отряд под командованием Луки Морозко. Отряд проник на полуостров Камчатка и дошёл до реки Тигиль, впадающей в Охотское море. Там Морозко обнаружил поселение народа камчадалов, а также собрал сведения, что в океане есть множество населённых островов (Курильские острова).

      Атласов решился возглавить отряд, который отправится в эти земли. Якутский воевода Михаила Арсеньев дал ему добро, но деньги на снаряжение отряда Атласову пришлось добывать самому.

      В начале 1697 г. в зимний поход на Камчатку выступил отряд в 125 человек, половину которых составляли русские, а половину – юкагиры.

      Через две недели отряд Атласова дошёл до Пенжинской губы, где жили коряки. Пройдя по восточному побережью Камчатки, Атласов с отрядом перешёл через Корякский хребет и вышел к одной из рек, впадающих в Олюторский залив. Здесь отряд Атласова разделился. Лука Морозко с отрядом в 60 человек отправился на юг вдоль восточного побережья полуострова, а Атласов вернулся к Охотскому морю и двинулся вдоль западного берега.

      Многие коряки отказывались платить ясак, сбором которого занимался Атласов. Недовольны были и юкагиры в его отряде. Сговорившись, они напали на лагерь казаков. Во время нападения несколько казаков было убито, многие получили ранения. Атласов послал одного из своих людей вдогонку Морозко за помощью. Отрад Морозко вернулся и с тыла атаковал коряков и юкагиров, осаждавших лагерь Атласова.

      Отряд воссоединился и пошёл вверх по реке Тигиль, а затем по течению реки Еловки и далее – к реке Камчатка. Здесь они обнаружили поселения местных жителей – камчадалов.

      Далее отряд, пополнившийся воинами-камчадалами, двинулся вниз по реке Камчатке. Когда камчадалы с низовьев реки выслали навстречу отряду воинов, вооружённых топорами и копьями, Атласов приказал дать залп из пищалей, а затем поджечь юрты. Воины бежали, а весть об отряде Атласова быстро распространилась по полуострову. Напуганные камчадалы согласились платить ясак.

      Летом 1697 г. Атласов прошёл до верховья реки Камчатки и построил там Верхнекамчатское зимовье, а на берегу речки Крестовой (ныне Канучь) приказал воздвигнуть крест с надписью «7205 году, июля 18 дня поставил сей крест Володимер Атласов с товарищи 65 человек».

      Отряд перезимовал в сооружённом зимовье, а весной отправился на сбор ясака, однако вскоре получил весть о том, что коряки угнали его стадо оленей. Атласову пришлось вернуться. Он догнал их на побережье Охотского моря. Олени были отбиты, и Атласов двинулся