Le groupe ATLAS du CPPM, constitué d'une trentaine de physiciens, ingénieurs, doctorants et post-doctorants, est membre de la collaboration ATLAS au LHC depuis 1994. Avant cette date, il a participé de 1990 à 1994 aux travaux de R&D sur les détecteurs pour le LHC ce qui lui a permis ensuite de participer activement à trois activités techniques importantes au sein de la collaboration ATLAS : le détecteur de vertex à pixels, le calorimètre électromagnétique et la sélection en temps réel des données (event filter). Dans ces trois activités, il a en particulier été maître d'oeuvre des bouchons du calorimètre électromagnétique, responsable de l'assemblage et du test de 30% des échelles du détecteur à pixels et coresponsable du design et de l'implémentation de l'event filter. Il a participé également à de nombreuses campagnes de tests des détecteurs en faisceaux au CERN ainsi qu'aux travaux d'intégration et de qualification du détecteur ATLAS et de son système d'acquisition.
Dans le cadre de la mise à niveau du détecteur à pixels après la première phase de fonctionnement du LHC et ultérieurement pour la phase SuperLHC, quelques membres du groupe sont impliqués activement dans des études de R&D sur l'électronique et le système de refroidissement du futur détecteur. A coté de ces activités techniques le groupe ATLAS-CPPM est très impliqué dans les études de performances du détecteur, en particulier sur l'identification des électrons et des jets issus des quarks b.
Pour la préparation des analyses de physique, le groupe travaille depuis plusieurs années sur l'étude du quark top et la recherche du boson de Higgs et depuis peu sur la recherche d'une nouvelle physique au delà du modèle standard.