Le notizie sulla figura e sull'attività di Atanasio, uno dei più insigni vescovi della Chiesa napoletana, sono tramandate principalmente dalla biografia contenuta nella cronaca del contemporaneo Giovanni Diacono e nella più ampia Vita di autore anonimo, del sec. X. Nato verso l'832 da Sergio I, duca di Napoli e dalla nobile Drosa, Atanasio fu ammesso giovanissimo tra i chierici della chiesa di Santa Maria Maggiore. Fu quindi posto direttamente alle dipendenze vescovo Giovanni IV (843-849) che, lo prese grandemente a cuore. Completò la sua formazione letteraria e spirituale e fu successivamente elevato agli ordini del suddiaconato e del diaconato. Giovanni Diacono rileva che fin da allora, a causa delle sue virtù, «quasi iam Episcopus venerabatur». Alla morte del vescovo Giovanni, nell'849, Atanasio appena diciottenne fu eletto vescovo concordemente dal clero, dai duchi e dal popolo, e fu consacrato a Roma da Leone IV nella basilica vaticana il 22 dicembre dello stesso anno.