Атанас Романов родился 22 декабря 1911 года в столице Болгарии Софии. Вступил в Болгарскую рабочую партию (легальное крыло Болгарской коммунистической партии). С началом Второй мировой войны участвовал в болгарском Движении Сопротивления, входил в состав Центральной военной комиссии БРП. Романов принимал участие в организации вооружённой борьбы против находившихся в Болгарии войск Тройственного пакта.