L'Atari 5200 fu presentato nell'estate del 1982 al Consumer Electronics Show a Chicago, sotto il nome in codice di "Atari Video System X". In quella stessa occasione, il VCS fu rinominato Atari 2600 e fu detto che il nuovo sistema sarebbe stato almeno due volte più potente. Il nome in codice, usato all'interno degli studi Atari, che fino a quel momento era stato Tammy, fu anch'esso cambiato in Pam, acronimo, come si scoprì in seguito, di "Personal Arcade Machine". La dicitura "Suoer System" fu aggiunta in seguito per attirare più compratori possibile. Anche le confezioni dei due prodotti Atari (il 2600 e il nuovo 5200) furono studiate per mantenere distinti i due progetti: scatola argentata con strisce rosse per il 2600 e con strisce blu per il 5200.

Alla fine dello stesso mese di presentazione, l'Atari 5200 arrivò finalmente nei negozi e dovette, da subito , dare battaglia senza tregua al suo più grande concorrente, il ColecoVision. Ma mentre ColecoVision poteva vantare giochi originali del calibro di Donkey Kong, l'Atari 5200 soffrì le terribili scelte della casa produttrice, avendo a disposizione per un bel pezzo dall'uscita, solo dei porting di giochi già disponibili per 2600 accompagnati da un unico gioco originale: Super BreakOut. Le due console, infatti, non erano compatibili fra loro e i programmatori persero troppo tempo per riadattare i vecchi giochi su 5200, lasciando da parte i progetti per nuovi titoli. Passarono letteralmente MESI prima di cominciare a vedere i veri giochi originali anche su 5200; fu così che uscirono perle del calibro di Space Dungeon e QIX. Le terze perti programmarono abbondantemente per 5200 e supportarono questa poco longeva macchina anche quando ne fu cessata la produzione (dopo circa 2 anni dall'uscita).
L'Atari 5200 è anche noto per aver avuto un grande numero di prototipi lasciati a metà e mai commercializzati, prodotti durante tutto l'arco di vita della macchina.

L'Atari 5200 con, a destra, il particolare controller TrackBall (grande quasi quanto la console stessa)

Due schermate di gioco: Mario Bros. e Frogger2

La confezione del 5200 e il particolare di uno dei joystick