El filial del primer equipo de fútbol es el Club Atlético de Madrid B, futbol camisetas fundado en 1963 como Reyfra Atlético Club y que actualmente juega en Segunda División B de España. El filial se llamó Atlético Amorós entre 1994 y 2000 por la vinculación que tuvieron las escuelas de fútbol base del Club durante esos años con el madrileño Colegio Hermanos Amorós y su equipo el CD Amorós. Además, el Atlético de Madrid cuenta, a través de la Fundación Atlético de Madrid, con escuelas de fútbol base sitas geográficamente de forma estratégica, la mayoría, en la Comunidad de Madrid. Concluida la temporada 50/51, el ahora denominado Club Atlético de Madrid se había proclamado Campeón de Liga y ante la necesidad de prolongar su éxito contando con jugadores más económicos, estableció un convenio de filiación temporal con la Agrupación Deportiva Rayo Vallecano, un club madrileño que por entonces despuntaba en Tercera División. Actualmente juega en Primera División RFEF, tercera categoría del fútbol español.

Históricamente, la cantera del Atlético de Madrid está considerada como una de las más importantes del fútbol español. Actualmente el Club Atlético de Madrid controla, entre equipos y escuelas, a unos 3000 jóvenes. De su filial, el Atlético de Madrid ‘B’, y de sus juveniles han salido numerosos futbolistas que han triunfado tanto vistiendo la elástica rojiblanca, como en equipos de primer nivel del panorama nacional e internacional. En el año 2001 se fundó el Club Atlético de Madrid Femenino, sección de fútbol femenino del Atlético de Madrid (heredero del Club Atlético Villa de Madrid, campeón de la Primera División femenina en 1990), cuyo primer equipo milita en la Primera División de España. En aquella época nace la sección de balonmano, futbol camisetas la más laureada de las secciones deportivas del club. Asimismo, la secretaría técnica del Club acude anualmente a multitud de torneos de importancia internacional para ver y tener controladas a las mejores promesas del fútbol mundial. En 2012, se proclamó campeón del Mundial Juvenil Sub-17 de Clubes. Desde entonces, el club abandonó el deporte de la canasta, aunque sus buenas relaciones con Estudiantes (cuyos aficionados suelen serlo del Atlético) han hecho que ambos clubes se hermanen y hayan llegado a ofrecer a la afición del otro títulos conquistados.

Una norma federativa obligaba a todos los clubes profesionales a tener un mínimo de cuatro equipos en sus categorías inferiores, por lo que, a fin de poder cumplir esta norma, Gil mantuvo el control del Atlético de Madrid B y cedió el nombre, escudo, camisetas y campo de entrenamiento a dos equipos juveniles y uno cadete, aunque en realidad estos tres equipos estaban desvinculados del Atlético de Madrid, pues no recibían ningún tipo de ayuda económica del mismo. De la misma forma, el Atlético de Madrid tiene un convenio de colaboración con varios equipos españoles (la mayoría de ellos de la Comunidad de Madrid). En 2016, su equipo Alevín A, formado íntegramente por chicas, se proclamó campeón de la categoría frente a equipos formados íntegramente por chicos. 92-93 ante Marítimo Sport Club (1-4 de visitante), equipo que a la postre se titularía campeón. Tras estas primeras 13 jornadas, los seis primeros clasificados juegan una liguilla entre ellos a una sola vuelta para decidir el campeón de la liga (playoff per al títol) y los ocho últimos hacen lo propio en una fase de complementación (playoff classificació). El Campeonato de la OFC de 1991 se duplicó como fase de clasificación para la Copa Mundial Femenina de Fútbol de 1991, y el ganador se determinó por los mejores resultados de un grupo.

Los nacionales quedan en el segundo lugar, obteniendo el cupo para la Copa Oro 2021 pero no logran avanzar a la siguiente fase del torneo. El ahora denominado Reyfra Atlético O.J.E., del que fuera Club Atlético Getafe sólo conservó la mitad de la participación en la nueva denominación, resultando bajo la presidencia de Manuel Salinero González sexto en las campañas 64/65 y 65/66 para ser segundo en la edición 66/67 que le valió el ascenso a Tercera División. De forma paralela a estos acontecimientos y en una localidad situada al sur, Getafe, en 1961 partiendo desde Tercera Regional fue constituido el Club Atlético Getafe, conjunto dependiente de la O.J.E. La zona de captación de jóvenes futbolistas se expande por todo el país a través de una amplia red de ojeadores que trabajan para el Atlético. Durante dos años, entre 1992 y 1994, el Atlético de Madrid no tuvo categorías inferiores.