Ataç Baykal,hayatını kaybeden CHP Genel Başkanı Deniz Baykal’ın oğludur.Annesi emekli öğretmen Olcay Baykal ve kardeşi Biyokimya profesörü,yazar Aslı Baykal'dır.
Orta öğrenimini Ankara Atatürk Anadolu Lisesi’nde tamamladı. ÖSS Fen puanında Türkiye 43.’sü olarak girdiği Hacettepe Üniversitesi Tıp Fakültesi’nden 1988 yılında mezun oldu. Aynı yıl başladığı Hacettepe Üniversitesi Tıp Fakültesi’nin Genel Cerrahi Anabilim Dalı’nda uzmanlık eğitimini 1993’te tamamladı. 2001’de doçent, 2008’de profesör oldu.
1993-1995 arasında ABD’de Washington DC’deki Washington Hospital Center ve New York’taki Mount Sinai Medical Center hastanelerinde organ nakli konusunda üst ihtisas yaptı.
2002-2003’te ABD'de Houston, Texas'taki Texas Üniversitesi M. D. Anderson Kanser Merkezi ile Dallas, Texas'taki Texas Üniversitesi Southwestern Tıp Merkezi'nde meme hastalıkları ve meme kanseri konusunda üst ihtisas yaptı.
Hacettepe Ünivesitesi Tıp Fakültesi’nin 2001 yılı Teşvik Ödülü’nü aldı. ECFMG ve FLEX sertifikaları bulunmaktadır. TÜBİTAK, Fulbright ve Susan G. Komen Breast Cancer Foundation burslarını kazanmıştır.
Meme kanserinin cerrahi tedavisi, özellikle onkoplastik cerrahi yöntemler ve metastatik meme kanserinde cerrahi tedavi, sentinel lenf nodu biyopsisi, meme hastalıklarında risk analizi ve meme kanserinde alternatif tedavi yöntemleri ile ilgilenmektedir.
Doç. Nazife Baykal ile evli olan Ataç Baykal’ın eşi uzun süre ODTÜ’de bilgisayar dersleri vermiştir.
