El origen del embalse se remonta al final de la década de 1950, cuando Madrid sufre una de las peores sequías de su historia, que afectó significativamente al abastecimiento a los ciudadanos. Con el fin de contar con una mayor reserva de agua para la ciudad, nace la idea de construir el embalse de El Atazar. Las obras, que comenzaron en el año 1965 y finalizaron en 1971, fueron ejecutadas por la Confederación Hidrográfica del Tajo con la cooperación técnica del Canal de Isabel II.  El diseño de la presa en bóveda de doble curvatura supuso un alarde técnico en la época y permitió un ahorro significativo en el volumen de hormigón con respecto a las presas de gravedad. 
 

Las aguas del embalse se utilizan para el abastecimiento a la Comunidad de Madrid, almacenando el 46 % del agua superficial de todo el sistema de abastecimiento. 

El embalse se integra en la Zona de Especial Conservación (ZEC), de la Red Natura 2000, “Cuenca del río Lozoya y Sierra Norte”. Su entorno se caracteriza por una importante riqueza geológica, en la que destacan diversas estructuras rocosas representativas de la evolución geológica desde hace millones de años, y en las que se desarrollan ecosistemas diversos, como encinares, enebrales, fresnedas, quejigares, pinares y roquedos. 

Como espacio recreativo, el embalse de El Atazar está catalogado zona navegable para embarcaciones sin motor, si bien restringida a ciertas áreas, siendo frecuente la práctica de deportes náuticos como la vela, el windsurf kayak, el paddle surf (se debe consultar siempre la información actualizada en la página web de la Confederación Hidrográfica del Tajo).Para aficionados al senderismo, existen múltiples rutas para pasear y disfrutar de la zona.