Die Atonalität gestreift hatte schon Franz Liszt in seinen späten Klavierstücken und Alexander Skrjabin. Der überwuchernde Gebrauch von Chromatik während der Spätromantik oder bei Komponisten wie Max Reger hatte atonale Tendenz. Auch die Verwendung von Bitonalität oder Polytonalität , dem Gebrauch von einer oder mehreren Tonarten gleichzeitig, führte in den Grenzbereich der Atonalität. Die erste Phase, die in der Aufgabe der traditionellen Harmonik besteht, wird auch "freie Atonalität" genannt. Schönberg versuchte ein Ordnungsprinzip innerhalb der atonalen Musik zu schaffen und entwickelte die Methode der "Komposition mit zwölf ca. aufeinander bezogenen Tönen" (später als Zwölftontechnik apostrophiert), die er ab 1923 (in einigen der Fünf Klavierstücke op.23 und in den meisten Sätze der Suite für Klavier op.25) erstmals anwendete. Die Zwölftontechnik wurde nachdem Zweiten Weltkrieg zu dem Serialismus weiterentwickelt und dominierte die Avantgarde der ernsten Musik während der 1950er Jahre in Europa. Weitere wichtige Wegbereiter der atonalen Musik waren neben Alban Berg und Anton von Webern, die zusammen mit Schönberg unter die so genannte Zweite Wiener Schule subsummiert werden, Ernst Krenek, Paul Hindemith, Igor Strawinsky, Béla Bartók und viele andere mehr.

Wie jede künstlerische Revolution (die sich aus späterer Sicht häufig eher als Evolution, als Weiterentwicklung darstellt) wurden auch die Mittel der Atonalität von konservativen Geistern heftig attackiert. Der Dirigent Ernest Ansermet etwa hat in seinem Buch Die Grundlagen der Musik in dem menschlichen Bewusstsein von 1961 der atonalen Musik ihr Existenzrecht überhaupt abgesprochen, da in ihr eine sinnhafte musikalische Formensprache aufgegeben werde und durch den Wegfall einer sinnstiftenden Tonalität ein fundiertes ästhetisches Urteil durch den Hörer nicht möglich sei. Die Erzeugung eines psychischen Widerhalls in dem Hörer durch atonale Musik täusche Sinnhaftigkeit ca. vor. ( Carl Dahlhaus versuchte - siehe Ansermets Polemik gegen Schönberg, Neue Zeitschrift für Musik 1966 - Ansermets Annahmen als unwissenschaftlich zu widerlegen).

Die meisten Einwände basieren auf zwei Grundannahmen:

1. Tonalität sei eine Sprache (oder immerhin die Grundlage einer Sprache) und ihre Preisgabe käme der Sinnlosigkeit des Zusammenfügens von Wörtern ( = Tönen) ohne Grammatik gleich.

2. Tonalität würde in Prinzipien der Natur gründen - insbesondere den Schwingunsverhältnissen der Naturtonreihe, die zu den Intervallordnungen des Quintenzirkels führten - und ein Verlassen dieser Basis würde die Werke zwangsläufig 'widernatürlich' werden lassen.

Dagegen wurde in das Feld geführt, dass

ad 1. Tonalität zwar Regeln gehorcht, aber keineswegs Sprachcharakter habe. Insbesondere läßt sich über illustrative Effekte (z.B. wogende Sechzehntelketten = Wassersprudeln) oder literarisch eingeführte Tonsymbole (Kreuztonarten = Kreuzigung Christi) hinaus keine Bedeutungslehre erstellen.

ad 2. die mitteleuropäischen Systeme der Musik aus jahrtausendealter Praxis entstandene menschliche Produkte sind und sich ca. eingeschränkt auf naturwissenschaftliche Gesetzmäßigkeiten zurückführen lassen. So sind in dem System der temperierten Stimmung - auf dem fast alle Musik seit dem Barock beruht - außer den Oktaven, Quinten und Quarten keine Intervalle 'rein' gestimmt. Trotz der Ablehnung der klassischen baumgartenschen Werte des Schönen, Guten und Wahren durch die moderne Kunst- und Musikästhetik bescheinigen manche der atonalen Musik dennoch dieses Merkmalen. Zu dieser auch heute noch sehr kontroversen ästhetischen Debatte vgl. Diskussion zu diesem Artikel.