2005年春，阿坦巴耶夫參加了“鬱金香革命”，時任總統阿卡耶夫被迫宣布辭職。同年9月，他被新總統巴基耶夫任命為工業、貿易和旅遊部長。半年後，他指責巴基耶夫徇私舞弊、阻撓政治改革並辭職。此後，他與同年請辭的吉議長捷克巴耶夫共同組建了“支持改革”反對派聯盟。
2007年3月，阿坦巴耶夫經巴基耶夫提名和議會表決通過後成為吉爾吉斯斯坦總理。同年10月，巴基耶夫解散議會。議會選舉前夕，巴基耶夫解除了阿坦巴耶夫的總理職務。
2008年12月，包括阿坦巴耶夫領導的社會民主黨在內的7個反對黨派和12個反對派組織組建“聯合人民運動”，要求巴基耶夫提前下台。2009年4月，阿坦巴耶夫被“聯合人民運動”推選為唯一的反對派候選人，參加當年7月舉行的總統大選。大選後，吉中選委宣布巴基耶夫以絕對優勢贏得大選。阿坦巴耶夫拒絕承認計票結果，聲稱選舉過程非法。
2010年4月7日，吉爾吉斯斯坦發生大規模騷亂，巴基耶夫政權迅速瓦解，反對派隨即成立了臨時政府，阿坦巴耶夫出任第一副總理。同年10月，吉爾吉斯斯坦舉行議會選舉，組建了執政聯盟。12月，議會任命阿坦巴耶夫為政府總理。
阿坦巴耶夫已婚，有6個孩子。
