De Stichting Amsterdamse Trombosedienst en Artsenlaboratorium is in 1976 voortgekomen uit de Amsterdamse Trombose Dienst (ATD ). De ATD, opgericht in 1957, is op haar beurt voortgekomen uit een samenwerkingsverband van de "Vereniging van Nederlands Hervormde Diakonessen-Wijkarbeid" en de "Vereniging Nederlandse Hervormde Diakonessen Inrichting" en begeleidde in 1953 de eerste patiënt aan huis bij de antistollingstherapie.
In 1976 werd er naast de trombosedienst een artsenlaboratorium opgericht. Vanaf de oprichting is er sprake geweest van een nauwe samenwerking binnen de SDAZ (Stichting Dienstencentrum Amsterdamse Ziekenhuizen) bestaande uit het toenmalige Andreas Ziekenhuis, het Boven-IJ Ziekenhuis (destijds ZAN, Ziekenhuis Amsterdam Noord geheten) en de ATAL. De SDAZ is in 1998 opgeheven.
Begin 1992 heeft de ATAL het ALW (Artsen Laboratorium Willemsparkweg) overgenomen, waardoor er op het artsenlaboratorium naast de afdeling klinische chemie, inclusief hematologie en serologie, ook een microbiologische afdeling is gekomen.
In de loop der jaren is men begonnen met biometrische verrichtingen: electro cardiografisch onderzoek, echo-onderzoek, fundusfotografie, spirometrie en 24-uurs bloeddrukmeting.
In samenwerking met de VU is de diabetesdienst opgestart. Deze is inmiddels uitgegroeid tot een zelfstandig werkende dienst binnen de ATAL. Deze dienst functioneert als steunpunt voor huisartsen binnen de gestructureerde diabeteszorg van Amsterdam.
De ATAL is binnen Amsterdam een niet weg te denken instelling geworden die belangrijk is voor de ondersteuning van de eerstelijns gezondheidszorg.
In 1973 heeft de ATAL zich aangesloten bij de Federatie van Nederlandse Trombosediensten en in 1977 bij de Vereniging Samenwerkende Artsenlaboratoria Nederland.
Een aantal jaren geleden is de ATAL begonnen met het opzetten van een kwaliteitssysteem volgens de normen van de Trombosedienst Accreditatie Beleidscommissie (TAB) en de Stichting voor de bevordering van de kwaliteit van het laboratoriumonderzoek en voor de accreditatie van laboratoria in de gezondheidszorg (CCKL). Vanaf 2003 beschikt de ATAL over 2 landelijk erkende kwaliteitscertificaten.
Het in eigen beheer ontwikkelde automatiseringssysteem ten behoeve van de trombosedienst is inmiddels ondergebracht in een aparte stichting, te weten TDAS (TromboseDienst AutomatiseringsSysteem). Binnen deze stichting is de ontwikkeling van het automatiseringssysteem voortgezet.
In 1998 werd gestart met Dimasys (Disease Management Systems), een automatiseringssysteem ter ondersteuning van diabetesdiensten.
In 2005 werd, mede vanwege de zich steeds verder uitbreidende activiteiten, de naam Stichting ATAL veranderd in ATAL Medisch Diagnostisch Centrum, of wel ATAL-mdc.