Летом 1871 года была пущена в эксплуатацию железная дорога Москва-Саратов, проходящая через г. Аткарск, которая имела громадное значение для тихого провинциального городка. Основной тягловый транспорт (паровозы с вагонами) обслуживался вспомогательными организациями, без которых невозможно передвижение грузов и пассажиров: водохозяйство (для снабжения паровозов водой); складское (для снабжения локомотивов топливом, углём, мазутом); путевое хозяйство (содержание и ремонт стального пути, мостов и грунтового полотна); депо (для ремонта паровозов и вагонов); предприятия связи, вокзалы, будки обходчиков и т.д.
Основной проблемой в начальной стадии была нехватка квалифицированных грамотных кадров, в первую очередь рабочих профессий высших категорий. Этим и объясняется, что первыми руководителями Аткарского отделения железной дороги и машинистами паровозов стали хорошо оплачиваемые иностранцы (в основном немцы), которые, кстати, придерживались мнения и распространяли его, что русские не способны осваивать технику. Первые паровозы закупались в Англии, Бельгии, Германии, Австрии, США. В царской России свои паровозы ОВ («овечки») стали выпускать лишь в 1890 году.
В целях экономии многие локомотивы покупали без будок для машиниста и прочих новинок, облегчающих труд. Иностранные специалисты не выдерживали на таких паровиках суровые русские зимы. Остро вставал вопрос о создании своих местных кадров: машинистов, помощников машинистов, слесарей, бригадиров путей и т.д.
Почти поголовная безграмотность юношей-аткарчан (как, впрочем, и всего населения края) в конце XIX и начале XX века, вынудила «Акционерное общество Рязано-Уральской железной дороги» (куда входила и Аткарская железнодорожная магистраль) серьезно заняться первоначальным образованием детей трудящихся, с последующим обучением их на высококвалифицированных рабочих железнодорожных профессий.
Современный Аткарский политехнический колледж был открыт в 1905 году тщанием Федора Николаевича Павлюкова (1837-1921гг.), 
последним перед революцией Аткарским городским Главой, как смешанное железнодорожное училище на 235 человек.
-
- «Павлюков Федор Николаевич (1837-1921) . Городской голова Аткарской городской управы 1894-1917. От благодарных потомков- Человеку, посвятившему свою жизнь развитию г. Аткарска».
Находилось строение на ул. Сарыгинской (сейчас это ул. Пушкина), недалеко от вокзала. Училище размещалось в одноэтажном кирпичном здании (ныне — это первый этаж главного учебного корпуса колледжа), построенном по тому же проекту, что и Саратовское двухклассное железнодорожное училище на Дегтярной улице.
В тридцатые годы XX века на базе Аткарского двухклассного железнодорожного училища открывается фабрично-заводское училище (ФЗУ) для обучения юношей железнодорожным профессиям. В первом наборе было 4 группы по 30 человек (две группы помощников машинистов и две группы слесарей по ремонту паровозов).
В 1940 году ФЗУ было реорганизовано в железнодорожное училище № 2 (ЖУ-2). В это же время над основным кирпичным зданием возвели второй этаж, ряд вспомогательных помещений и двухэтажную пристройку с южной стороны, в которой на втором этаже находился актовый зал, а на первом столовая, в которой учащиеся получали трехразовое бесплатное питание.
Великая Отечественная война не обошла стороной рабочее учебное заведение: многие сотрудники и учащиеся были мобилизованы на фронт. В годы войны в стенах училища готовили путейцев, вагонников, автоматчиков, радистов, планеристов, снайперов, пулеметчиков. Некоторое время в здании располагался госпиталь. Большой процент учащихся составляли девушки.
За военный период учащиеся ЖУ-2, под руководством мастеров, отремонтировали 165 паровозов и 341 вагон, а в слесарных мастерских были изготовлены тысячи экземпляров необходимых стране и фронту инструментов. Выпуск учащихся с 1941 по 1945 годы составил 1103 человека. Коллектив ЖУ-2 собирал подарки для воинов Красной Армии, деньги для строительства танков и самолетов, ухаживал за ранеными бойцами в госпиталях. 116 работников училища были награждены медалями «За доблестный труд в Великой Отечественной войне». Многие сотрудники, мастера, преподаватели храбро сражались на фронтах. Это В.Ф. Чураков (в военные годы, будучи раненым в первые месяцы войны и потерявший ногу, потом работал замполитом в ЖУ-2), С.И. Игнатьев, И.М. Тихонов, Е.Д. Лацков, В.А. Барков, С.И. Чекинев, А.Д. Филиппова и другие награжденные боевыми наградами.
В 1954 году приказом начальника Областного Управления трудовыми резервами ЖУ-2 было реорганизовано в техническое училище № 3 (ТУ-3). Реорганизация была связана с тем, что железнодорожный транспорт встал на тепловую тягу и это вызвало необходимость подготовки более грамотных, способных разобраться в сложном электрооборудовании тепловозов и управлении ими.
После выхода в свет постановления партии и правительства об освоении целинных земель Совет Министров СССР принял решение, что подготовку кадров для села (трактористов, комбайнеров, шоферов, механизаторов) будут осуществлять учебные заведения системы профтехобразования.
В июле 1957 года Аткарское ТУ-3 было реорганизовано в училище механизации сельского хозяйства № 28 (УМСХ-28). Внутри дворового участка главного корпуса были построены гаражи, с учебными классами над ними на 2 этаже, спортзал, отдельно стоящая столовая и т.д.
Между прочим, в Аткарске с 1944 года существовало второе училище ФЗО (располагалось в западном крыле современного дома культуры и преобразованное в 1948 году в ЖУ-5), которое тоже выпускало специалистов рабочих профессий: поездных кочегаров, помощников машинистов паровозов, бригадиров пути, слесарей по ремонту паровозов и вагонов, токарей, плотников, печников, сантехников, а с 60-х годов еще и помощников машинистов тепловозов.
В июле 1973 года приказом начальника Областного управления трудовыми резервами училище механизации сельского хозяйства № 28 (УМСХ-28) и училище ЖУ-5 объединили в одно техническое училище № 21 (ТУ-21), где обучали специальностям, востребованных народным хозяйством: тепловозник, электровозник, хлебороб, путеец, дежурный по станции, токарь-универсал, швея-мотористка, электромеханик СЦБ.
В 2002 году техническое училище № 21 (ТУ-21) было переименовано в профессиональное училище № 21 (ПУ-21).
1 сентября 2012 года профессиональное училище № 21 (ПУ-21) было переименовано в «Профессиональный лицей № 21». В просторных, светлых, чистых классах двухэтажного здания лицея в 14 группах обучалось более 350 юношей и девушек, овладевая престижными рабочими профессиями: машинист локомотива, слесарь по обслуживанию и ремонту подвижного состава, оператор по обработке перевозочных документов на железнодорожном транспорте, сварщик, повар-кондитер, мастер растениеводства, продавец, контролер-кассир, парикмахер, маникюрша, тракторист, оператор ЭВМ.
В сентябре 2013 года «Профессиональный лицей №21» был переименован в «Аткарский политехнический лицей».
25 июля 2019 года «Аткарский политехнический лицей» был переименован в «Аткарский политехнический колледж».
Следует коротко остановиться на людях, которых объединяет трудолюбие, преданность работе, воспитание в своих учениках помимо профессионализма, любви к родине, человеколюбия, справедливости, искренности, совести, мужества, чести. Речь идет о работниках и педагогическом коллективе колледжа. Долгое время создавался его состав, приобретая с каждым годом более высокий профессионализм, опыт и мастерство. Все сотрудники колледжа с любовью, не жалея сил и времени, отдают частицу своего сердца, свои знания воспитанию и обучению подрастающего поколения.
Приоритетным для колледжа в настоящее время остаётся подготовка высококвалифицированных специалистов, востребованных на рынке труда.