סיפור אטלנטיס מופיע בשני דיאלוגים של הפילוסוף היווני אפלטון: טימיאוס וקריטיאס, שבהם סוקרטס משוחח עם קריטיאס. קריטיאס מייחס את הסיפור דרך המדינאי האתונאי סולון לכוהן מצרי אלמוני מן העיר סאיס. הסיפור היה ככל הנראה משל אלגורי שהציג אפלטון, בדומה למשל המערה, אך ייתכן שהוא התבסס על מיתוסים שרווחו בזמנו במצרים או ביוון. יש בסיפור מספר מוטיבים של מיתוס מבול, ואף אפלטון עצמו ערך בדיאלוגים הקבלה מפורשת בין סיפור אטלנטיס למספר סיפורי מבול במיתולוגיה היוונית. בסיפור מתואר אי קדום ב"ים האטלנטי", מעבר ל"עמודי הרקולס", שהיה "גדול יותר מאשר לוב ואסיה ביחד". סביר שאפלטון התכוון רק לאסיה הקטנה ולא לכל יבשת אסיה. קריטיאס מפרט כי לפי המקורות המצריים אורכו של האי היה 3,000 סטדיות (כ-550 קילומטרים) ורוחבו 2,000 סטדיות (כ-370 קילומטרים). עוד מספר קריטיאס כי אל הים פוסידון היה פטרונה של אטלנטיס, ויישב אותה בצאצאיו: שישה זוגות בנים תאומים מקלייטו, בת המלך המיתי אבנור , שהבכור בהם נקרא אטלס. ממלכת אטלנטיס הייתה רבת עוצמה, ואנשיה היו יראי-שמיים וחכמים שקידשו מידות טובות ושליטה עצמית, ותיעבו זהב, רכוש ומותרות. אך בחלוף הדורות, ככל שדולל המרכיב האלוהי בבני אטלנטיס והתערבב עם בני התמותה, גברו טבע האדם ותאוות הבצע שלהם, עד שזאוס החליט להחריבם. לפי הסיפור, תשעת אלפי שנים לפני זמנו של אפלטון נלחמה אטלנטיס נגד ברית מדינות שמצידם המזרחי של עמודי הרקולס בראשות אתונה. אך לאחר מכן התרחשו רעידות אדמה אדירות ושיטפונות, והאי אטלנטיס שקע ונעלם במעמקי הים תוך יום אחד ולילה אחד. סיפור חורבנה של אטלנטיס לא סופר בפירוט משום שהדיאלוג קריטיאס לא הושלם, ודיאלוג שלישי היפותטי שאמור לתאר את סופה ככל הנראה לא נכתב. בדומה לסיפור המבול המקראי ותיבת נח, רבים במהלך ההיסטוריה החשיבו את הסיפור לעובדתי לפחות בחלקו, וניסו לגלות את שרידי אטלנטיס במקומות שונים, ולקשר אותה לאירועים היסטוריים, כמו חורבן האי האגאי סנטוריני בהתפרצות געשית. ואולם אין הסכמה מדעית על עדות כלשהי שהאי או הממלכה אכן התקיימו במציאות.