Ο πιο διάσημος πλατωνικός μύθος. Παρουσιάζεται στους διαλόγους Τίμαιος και Κριτίας. Αφηγείται την ύπαρξη ενός μυθικού νησιού, της Ατλαντίδας, τη σύγκρουσή της με την αρχαία Αθήνα και τον καταποντισμό της στον Ατλαντικό Ωκεανό.

Τον μύθο διηγείται ο Κριτίας, συγγενής του Πλάτωνα και γνωστός ολιγαρχικός, στους συνομιλητές του, Σωκράτη, Τίμαιο και Ερμοκράτη. Ο μύθος αρχίζει στον Τίμαιο και συνεχίζεται στον Κριτία. Τον άκουσε ο Κριτίας από τον παππού του, κι αυτός από τον Σόλωνα όταν κάποιοι ιερείς στην Αίγυπτο ήθελαν να του αφηγηθούν τα κατορθώματα των Αθηναίων προγόνων του πριν από χιλιάδες χρόνια.

Η Ατλαντίδα ήταν ένα τεράστιο νησί στα πέρατα του Ωκεανού, με σπουδαίο πολιτισμό και πολύ πλούτο που συμπεριφερόταν αλαζονικά ∙ επεχείρησε να υποδουλώσει τη Μεσόγειο. Η μόνη πόλη που αντιστάθηκε και τη νίκησε ήταν η αρχαία Αθήνα γιατί είχε καλό πολίτευμα, τέτοιο που έμοιαζε με το ιδανικό πολίτευμα της πλατωνικής πολιτείας: οι πολίτες ανήκαν σε τάξεις και ασχολούνταν μόνο με τη δουλειά τους, σέβονταν τους θεούς και δεν έκαναν πολέμους. Η μεγάλη νίκη της αρχαίας Αθήνας, λέει η διήγηση, έχει ξεχαστεί γιατί οι Έλληνες δεν κρατούν γραπτά αρχεία, με αποτέλεσμα να χάνουν το παρελθόν τους και να ζουν μόνο το παρόν. Στο τέλος, βέβαια, ο Δίας τιμώρησε την αλαζονεία των Ατλάντων και εξαφάνισε την Ατλαντίδα με καταποντισμό.

Η αφήγηση του Πλάτωνα είναι τόσο ζωντανή που ο μύθος της χαμένης Ατλαντίδας αποτέλεσε πηγή έμπνευσης από την αρχαιότητα μέχρι σήμερα. Πολλοί προσπαθούσαν να βρουν πού ακριβώς βρισκόταν το μυθικό νησί. Ο μύθος διασώθηκε και διαδόθηκε ίσως επειδή μοιάζει με τον μύθο του κατακλυσμού της χριστιανικής Βίβλου αλλά και με την ανακάλυψη της Αμερικής, μιας άγνωστης ηπείρου πέρα στον Ατλαντικό Ωκεανό.

Έχουν διατυπωθεί πολλές υποθέσεις για την τοποθεσία της Ατλαντίδας σε διάφορα μέρη του κόσμου. Έχουν αναφερθεί ακόμα και στη Θήρα(Σαντορίνη) που καταστράφηκε από το ηφαίστειο τη 2η χιλιετία π.Χ.

Η διήγηση του μύθου της Ατλαντίδας στην εισαγωγή του Τίμαιου δεν δικαιολογείται γιατί δεν συνδέεται με το περιεχόμενο του διαλόγου. Οι αρχαίοι σχολιαστές έδωσαν αλληγορική ερμηνεία στον μύθο: ο νεοπλατωνικός φιλόσοφος Αμέλιος πίστευε ότι η σύγκρουση Αθήνας και Ατλαντίδας δήλωνε τη σύγκρουση αστεριών και πλανητών ∙ ο Πορφύριος και ο Ωριγένης ότι πρόκειται για σύγκρουση καλών και κακών δαιμόνων. Ο Πρόκλος, ίσως επηρεασμένος από τον κοσμολογικό μύθο του Πολιτικού, συνδέει την Ατλαντίδα με το άπειρο και την αρχαία Αθήνα με το πέρας. Η πολιτική ερμηνεία του μύθου λέει ότι πρόκειται για μια τριλογία που ξεκίνησε από τον Τίμαιο, συνεχίστηκε στον Κριτία και θα ολοκληρωνόταν στον Ερμοκράτη που δεν πρόλαβε να γραφτεί. Η δόξα της αρχαίας Αθήνας του μύθου θυμίζει τη δόξα της μάχης του Μαραθώνα όπου μόνοι τους οι Αθηναίοι συνέτριψαν τους Πέρσες.

Πρόσφατα, ο Γάλλος φιλόλογος Vidal-Naquet ισχυρίστηκε ότι ο μύθος της Ατλαντίδας δηλώνει μια σύγκριση διαφορετικών ιστορικών περιόδων της Αθήνας: η Αθήνα του Μαραθώνα με την ταραγμένη Αθήνα του Περικλή, η κλειστή Αθήνα με την ανοιχτή Αθήνα του εμπορίου και της δημοκρατίας. Η ερμηνεία αυτή ταιριάζει στις πολιτικές απόψεις του Πλάτωνα και συνδέεται με τα πρόσωπα των διαλόγων: ο Κριτίας ήταν ο ολιγαρχικός που κατέλυσε την Αθηναϊκή δημοκρατία και ο Ερμοκράτης ήταν ο Συρακούσιος που εξόντωσε τους Αθηναίους στη Σικελική εκστρατεία.