Начал учиться игре на виолончели, однако систематическое образование получил как инженер и после окончания Королевского технологического института на протяжении большей части жизни работал в Шведском управлении патентов и регистрации, с 1936 года — в должности начальника отдела.
В 1908 году Аттерберг опубликовал своё первое сочинение, Рапсодию для фортепиано с оркестром, и лишь после этого в прошёл формальный курс композиции в Стокгольмской консерватории у Андреаса Халлена.
Тем не менее творчество Аттерберга достаточно рано встретило признание. В 1919 г. его скрипичный концерт был впервые исполнен Альмой Муди с Берлинским филармоническим оркестром под руководством Макса фон Шиллингса, в 1922 г. также в Германии состоялись премьеры его Третьей и Четвёртой симфоний.
В 1924 году он стал одним из соучредителей Шведского общества композиторов, в 1926 г. был избран членом Шведской академии музыки.
В 1928 г. Аттерберг добился наибольшего международного успеха: звукозаписывающая фирма Columbia к 100-летию смерти Франца Шуберта объявила конкурс на лучшую симфонию, вдохновлённую «Неоконченной симфонией» Шуберта, и Аттерберг стал его победителем со своей Шестой симфонией, выиграв денежный приз 10.000 долларов (за симфонией закрепилось несколько ироническое прозвание «Долларовая симфония»).
Аттербергу принадлежат пять опер, три балета, театральная музыка — в том числе к таким пьесам, как «Сестра Беатриса», «Антоний и Клеопатра», «Буря», — девять симфоний, девять оркестровых сюит и многое другое.
Как дирижёр Аттерберг в 1916–1922 гг. возглавлял оркестр Королевского драматического театра в Стокгольме, в дальнейшем же дирижировал преимущественно собственными сочинениями. С 1919 по 1957 гг. он активно выступал как музыкальный критик в газете Stockholms-Tidningen. В 1938–1943 гг. был активным деятелем Шведско-немецкого общества.