อัตสึโกะ มาเอดะ ได้ผ่านการออดิชั่นสมาชิกวง AKB48 รุ่นที่ 1 ในปลายปี พ.ศ. 2548 และเข้ามาเป็นสมาชิกของ AKB48 Team A ในตอนนั้น

ภายในปี พ.ศ. 2549 AKB48 ได้ออกซิงเกิล "Aitakatta" ภายใต้สังกัด DefSTAR Records ก่อนที่จะออกซิงเกิลนี้ มี 2 ซิงเกิลก่อนหน้านี้ที่ได้ออกซิงเกิลไปโดยเป็นเอกเทศในแต่ละสังกัด สำหรับซิงเกิลนี้ สมาชิก 20 คนถูกเลือกจากสมาชิก 36 คนจาก ทีมเอและทีมเค มาเอดะเป็นหนึ่งในสมาชิกที่ถูกเลือก และเธอได้รับบทบาทเป็นผู้นำในการวิดีโอโปรโมต (promotional video) ของเพลงนี้ มาเอดะจะปรากฏอยู่ด้านหน้าของทุกๆซิงเกิลตั้งแต่นั้นมา

ในซิงเกิลที่ 12 ของวงคือ "Namida Surprise!" รวมกับบัตรโหวตสำหรับการเลือกตั้ง เซ็มบัตสึ ในปี 2552 ซึ่งจะให้แฟนคลับโหวตว่าใครจะได้จะได้เป็นเซ็นเตอร์ของซิงเกิลต่อไป โดยมาเอดะชนะคะแนนโหวตไป 4630 โหวต กลายเป็นสมาชิกวง AKB48 ที่เป็นที่นิยมมากที่สุด และเป็นสมาชิกที่อยู่แถวหน้าในซิงเกิลที่ 13 ของพวกเขา "Iiwake Maybe"[3] อย่างไรก็ตามในปี 2553 มีการเลือกตั้งอีกครั้ง แต่ครั้งนี้มาเอดะแพ้การเลือกตั้งให้ โอชิมะ ยูโกะ ที่ได้คะแนนโหวต 31,448 คะแนน ส่วนมาเอดะได้ 30,851 คะแนน ดังนั้นยูโกะจึงได้อยู่แถวหน้าในซิลเกิล "Heavy Rotation"[4]

ต่อมาในปีนั้นมีการเลือกตั้งในลักษณะที่แตกต่างออกไปจากเดิมที่มีชื่อว่า AKB48 Janken Senbatsu Tournament ที่ซึ่งสมาชิกทุกคนในวงสามารถมาอยู่แถวหน้าได้ โดยสมาชิกจะถูกเลือกโดยการเป่ายิ้งฉุบ โดยมาเอดะได้คว้าอันดับที่ 15 และอูจิดะ มายูมิ ได้เป็นเซ็นเตอร์ในซิงเกิล "Chance no Junban" [5]

ในปี 2554 การเลือกตั้งเซ็มบัตสึครั้งที่ 3 ได้จัดขึ้น ในช่วงเริ่มต้น โอชิมะ ยูโกะ นำมาเป็นอันดับ 1 แต่ในที่สุดมาเอดะก็ชนะไปด้วยคะแนนโหวต 139,892 คะแนนส่วน โอชิมะ ยูโกะ ได้ไป 122,843 คะแนน มาเอดะจึงชนะคะแนนไป 17049 คะแนน[6]

ในวันที่ 25 มีนาคม พ.ศ. 2555 ระหว่างคอนเสริต AKB48 ที่ไซตะมะซูเปอร์อารีนา มาเอดะประกาศเธอกำลังจาก "สำเร็จการศึกษา" ในอีกไม่นานนี้[7] และโปรดิวเซอร์ของ AKB48 อากิโมโตะ ยาซูชิ ได้ออกมากล่าวทาง Google+ ว่าอัตสึโกะ มาเอดะจะจบศึกษาที่โตเกียวโดมซึ่งเป็นสถานที่ที่ศิลปินมีอยากไปจัดคอนเสิร์ตมากที่สุดแห่งหนึ่งในญี่ปุ่น รวมระยะเวลาการเป็นสมาชิกของเธอ 6 ปี 8 เดือน