Ali Atay,1976 tarihinde dünyaya geldi.1999 senesinden Mimar Sinan Güzel Sanatlar Üniversitesi’nden mezun olduktan sonra bir döneme damga vuran İkinci Bahar dizinde rol aldı. Türkan Şoray ve Şener Şen’in başrollerini paylaştığı bu dizide Ersin karakterini canlandırdı. 2000 yılında 7 numara dizisinde konuk oyuncu olarak yer aldıktan sonra 2003 senesinde Şapkadan Babam Çıktı ve 2004 yılında Çınaraltı dizisinde oynadı.
Bir süredir kariyerine yönetmenlikle devam eden Ali Atay, yönetmen koltuğunda ilk kez Limonata filminde oturdu. Ayla filmindeki Ali karakteriyle büyük bir beğeni kazanan Ali Atay, Ahmet Mümtaz Taylan, Alper Kul, Sarp Apak, İrem Sak, Doğu Demirkol’un başrollerini paylaştığı Ölümlü Dünya’nın yönetmenliğini üstlendi.
2017 yılında senaryosunu Berkun Oya’nın yazdığı internet dizisi Masum’un kadrosunda da yer alan Ali Atay başrolü Haluk Bilginer, Okan Yalabık, Tülin Özen gibi isimlerle paylaştı.
2008 yılında balerin Ebru Cansız ile evlenen Ali Atay 2013 yılında boşandı.
Ali Atay,beş yıldır beraber olduğu meslektaşı oyuncu Hazal Kaya ile 2019 yılında dünya evine girdi.Çiftin Fikret Ali ve Sürayya Leyla ismini verdiği iki çocuğu dünyaya geldi.