1949년 노르웨이의 아스킴에서 태어났다. 오슬로 대학교 졸업 후 덴마크의 오덴세 대학교에서 노르웨이의 역사와 문화 등을 가르치며 작가의 길을 준비했다. 첫 장편 데뷔작인 《늦여름》(1987)은 극작가 입센이 인생의 황혼 무렵 오스트리아의 여름 휴양지에서 만난 한 소녀와의 짧은 만남을 그렸다. 그 후, 가상도시 피오레를 배경으로 한 시인이 겪는 갈등을 담은 《움직이는 힘》(1990), 화가 카라바지오에 얽힌 미스터리를 그린 《의심 많은 토머스》(1997), 노르웨이의 사회 결제적 발전상을 풍자적으로 그려낸 《이너 트랙》(2002), 19세기 천재 수학자 리만의 평전을 쓰는 한 수학교수의 흔들리는 일상을 섬세하게 포착한 《리만의 비밀스러운 삶》(2006) 등의 무게감 있는 소설들을 차례로 발표했다. 그 밖에 인물 평전 및 문화사 집필에도 관심이 많은 그는 갈릴레오 갈릴레이의 생애를 그린 평전 《세상이 멈출 때》(2001)를 발표, 노르웨이 도서상 재단이 수여하는 브라게 문학상을 수상했다.

아틀레 네스가 2006년 발표한 장편소설 《리만의 비밀스러운 삶》은 한 천재 수학자의 평전을 준비하던 수학교수의 실종이라는 설정에 일기, 사건기록, 역사적 기록 등이 혼재된 독특한 구성을 가미한 지적 미스터리로 "지금껏 볼 수 없었던 새로운 형태의 지성소설"이라는 찬사를 받았다. 수학계에 아직까지도 풀지 못한 난제를 남긴 리만의 삶과, 이를 그림자처럼 좇는 수학자의 일기가 오버랩되는 창의적인 구성으로 끊임없이 새로운 해석과 다층적 결말을 만들어내며 네스 최고의 대표작으로 꼽히고 있다.