阿塔海,逊都思人。体魄魁伟,才略过人。承袭其父卜花千户之职。曾随大帅兀良合台征云南,回来后侍奉太子世祖。

至元九年,阿塔海奉命督军攻襄阳。襄阳攻克后,因功授镇国上将军、淮西行枢密院副使,筑正阳东西城。五月大雨,宋将夏贵乘淮河水涨,来攻正阳。阿塔海率众抵御,贵军退走,元军追至安丰城而还。

阿塔海拜为中书右丞、行枢密院事。率军渡江与丞相伯颜会师,攻克池州。至元十二年,元军进至建康,宋镇江守将石祖忠遣使乞降。扬州守将李庭芝闻讯,遣兵突围出击,阿塔海率师援救石祖忠,宋兵望风退走。此时,真州、泰州诸城尚为宋朝所有,镇江地扼长江咽喉,但城墙不坚固,阿塔海建立木栅以保障居民。又分兵屯驻瓜洲,切断扬州的援兵。宋将张世杰、孙虎臣率水军列阵于焦山之下,声势甚大,阿塔海与平章阿术登南岸督军大破宋师。宋殿帅张彦与平江都统刘师勇袭击吕城,阿塔海遣万户击败他们,斩张彦。十月,将行枢密院并于行中书省,仍以阿塔海为右丞。元军先后攻克常州、平江、嘉兴。至元十三年,大军会师临安,宋朝皇帝投降,阿塔海送宋皇帝及母后至燕京。又奉诏回到瓜洲,与阿术一同平定淮南。

十四年,授阿塔海荣禄大夫、平章政事、行中书省事。十五年二月,召赴朝廷,拜光禄大夫、行中书省左丞相,移省会于临安。二十年,调任征东行省丞相,征讨日本,因遭飓风,船坏,丧师十之七八。二十二年。行同知沿江枢密院事。二十三年,行江西中书省事,是年被召入朝。二十四年,扈从世祖征乃蛮。二十六年十二月卒于京师,终年五十六岁。赠推忠翊运宣力功臣、开府仪同三司、太师、上柱国,追封顺昌王,谥“武敏”。