En gotisk skräckroman, ett viktorianskt mordmysteri och en biografi om den moderna miljöalismens skapare var också kategoriserade vinnare.
Årets övergripande Costabok kommer att avslöjas den 26 januari.
Atkinson vann topppriset 1995 med Bakom kulisserna på museet.
Andra kategorivinnare är före detta lärare och bibliotekarie, Andrew Michael Hurley, som vunnit första romanpriset för sin debut, The Loney.
Den gotiska skräcken hade till en början ett första tryck på bara 300 exemplar. Domarna kallade det "så nära den perfekta första romanen som man kan få".
Den skotske poeten Don Paterson vann poesikategorin för en andra gång för sin "turné de force"-samling med titeln 40 Sonnets. Han vann priset för 12 år sen.
Historikern och författaren Andrea Wulf vann biografipriset för Naturens uppfinning: Alexander Von Humboldts äventyr, Vetenskapens förlorade hjälte.
Hon berättar historien om den visionäre tyske naturforskaren vars idéer förändrade vårt sätt att se på naturen och skapade modern miljöalism.
Unga vuxna fiktioner och barns författare Frances Hardinge vann barnbokspriset med The Lie Tree, ett viktorianskt mordmysteri.
De fem Costa bok vinnare varje vinna $ 5,000 och är alla nu i kör för att vinna Costa bok för året.
Det är det enda stora brittiska bokpriset som endast är öppet för författare bosatta i Storbritannien.
Förra årets Costabok gick till Helen Macdonald's H för Hawk. 2013 var det höstens chock av Nathan Filer och 2012 var det att ta upp kropparna av Hilary Mantel.
Kate Atkinson har vunnit Costa-romanpriset för andra gången på tre år för A God in Ruins - kamratromanen till Life After Life, som vann priset 2013.