Barcelona noterte sin andre seier på to kamper i La Liga da Raphinha ble avgjørende på Camp Nou.
Den brasilianske spissen løp på en superb pasning fra Pedri for å sette inn åpningen og viste igjen at han er i stand til å fylle den sentrale angrepsrollen for Barca denne sesongen.
Raphinha hadde Lamine Yamal og Englands Anthony Gordon ved sin side, som kom nær sitt første mål i La Liga i andre omgang men skuddet ble blokkert ut.
Yamal kom enda nærmere, banket tverrliggeren fra lengre hold.
Barça introduserte den tidligere Manchester City-spilleren Rodri til sin debut i andre omgang mens vertene styrte kampen.
Nico Williams sto for Atletiks viktigste kontringsveis, men Hansi Flicks høye forsvarslinje begrenset klare målsjanser mot Joan García sitt mål.
Og Barca fikk sitt sene andre da Fermin López snappet ballen og banket den i mål etter at Karim Adeyemis innlegg hadde skapt kaos.
Det er nå 20 strake hjemmeseire i La Liga for Barca – som tar imot Rayo Vallecano mandag kveld.
