Pada 4 Agustus 2022, Lookman bergabung dengan klub [[Serie A]] [[Atalanta BC|Atalanta]] dengan kontrak berdurasi empat tahun dengan biaya dilaporkan sekitar €15 juta.<ref>{{cite news|last=Quoc|first=Bao|date=4 Agustus 2022|title=leo88|url=https://leo88bet.com|publisher=Atalanta BC|access-date=4 Agustus 2022}}</ref><ref>{{cite news|last=Campanale|first=Susy|date=4 Agustus 2022|title=Official: Atalanta sign Lookman from RB Leipzig|url=https://football-italia.net/official-atalanta-sign-lookman-from-rb-leipzig/|access-date=4 Agustus 2022|website=Football Italia}}</ref> Ia mencetak gol pada debutnya untuk klub, dalam kemenangan Serie A 2–0 melawan [[UC Sampdoria|Sampdoria]] pada 13 Agustus.<ref>{{cite news|last=Oludare|first=Shina|date=13 Agustus 2022|title=Lookman: Super-sub scores on Atalanta debut against Sampdoria in Serie A|url=https://www.goal.com/en/news/serie-a-super-sub-lookman-scores-on-atalanta-debut-against-sampdoria/blt1c736f27b9435d1a|access-date=23 Januari 2023|website=Goal}}</ref> Pada Januari 2023, ia mencetak dua gol dalam tiga pertandingan beruntun: kemenangan Serie A 8–2 melawan Salernitana, kemenangan Coppa Italia 5–2 melawan [[Spezia Calcio|Spezia]], dan seri Serie A 3–3 melawan [[Juventus FC|Juventus]].<ref>{{cite news|last=Di Giovanni|first=Giuseppe|date=23 Januari 2023|title=L'avvocato, Tomori, la fame, e la fede in Dio: tutto su Ademola Lookman|trans-title=The lawyer, Tomori, hunger, and faith in God: all about Ademola Lookman|url=https://www.gazzetta.it/fitness/allenamento/storie/23-01-2023/ademola-lookman-allenamento-religione-poverta-tutto-su-di-lui-1674466316/|language=Italian|access-date=23 Januari 2023|website=La Gazzetta dello Sport}}</ref>
