Anfang der 1980er Jahre ist Atari mit der Spielekonsole VCS 2600 und dem Atari 800 erfolgreich im Markt, doch der Absatz schrumpft zunehmend. 1982 reagierte Atari mit dem 1000 USD teuren 1200XL, der jedoch floppt.
Ende 1983 erfolgt der zweite Anlauf mit den Modellen 600XL und 800XL. Die neuen Modelle enthalten im 24 KiB ROM einen leistungsfähigen BASIC-Interpreter, der auf Microsoft BASIC basiert. Der Atari 600XL verfügt über 16 KiB RAM und der ansonsten baugleiche 800XL über 64 KiB RAM. Mit diesen Rechnern gewinnt Atari Marktanteile zurück und kann im Niedrigpreissegment gegen Commodore aufholen.
Als CPU kommt ein MOS 6502C zum Einsatz. Eine Besonderheit ist der Grafik-Koprozessor ANTIC, der sich den RAM-Speicher mit der CPU teilt und eine flexible Grafikgestaltung mit maximal 320 x 192 Punkten Auflösung und 256 Farben zulässt.
Atari stellt die Produktion des Atari 600XL Ende 1984 ein. Der 800XL läuft bis Ende 1991 und ist Ataris meistverkaufter Heimcomputer.