На государственную службу В. Атласов поступил в 1682 г. Дослужившись до пятидесятника, в 1695 г. был назначен приказчиком Анадырского острога. Получив информацию о Камчатке от посланного им казака Луки Морозко, Атласов с отрядом предпринял поход (1697–1699 гг.) на Камчатку.

В 1700 г., вернувшись в Якутск, Атласов собрал материалы о походе и отправился с отчетом в Москву к Петру I. В Тобольске вместе с С.У. Ремезовым составил один из первых чертежей Камчатки. В январе 1701 г. Атласов прибыл в столицу и представил «скаски», в которых сообщил о рельефе, климате, флоре и фауне, населении полуострова и близлежащих островах Камчатки.

За успешный поход В. Атласову был присвоен чин казачьего головы и выдана награда в размере 100 рублей. В 1707 году он был отправлен приказчиком на Камчатку. В этой должности он пробыл недолго. В 1711 г. во время мятежа казаков был убит.