Ha studiato alla scuola di ballo de l’Opéra di Parigi, entrando nel corpo di ballo del teatro nel 1957, diventa Primo ballerino nel 1962 e Primo Ballerino Etoile nel 1964. Nel 1965 riceve il Premio Nijinsky.
I suoi primi ruoli da Primo Ballerino Etoile sono stati "Le Jeune Homme" in la Damnation de Faust (Berlioz-Béjart); Sarracenia di Michel Descombey; Pas de Diuex (Gershwin-Gene Kelly); Le Nozze di Aurora con Yvette Chauviré; Play Bach a l’Opéra Comique con Claude Bessy (Skibine-Jolivet).
Della sua carriera, le tappe più importanti sono state: nel 1965 Giselle con Yvette Chauviré, Romeo e Giulietta (Tchaikovsky-Lifar); la creazione di Sacre du Printemps (Stravinsky-Béjart); Lo Schiaccianoci con Claude Bessy; Prisonnier du Caucase (Skibine); Notre-Dame de Paris nel ruolo di "Frollo" (Jarre-Petit). Nel 1966 Les Mirages di Serge Lifar con Yvette Chauviré; Coppelia di Michel Descombey. Nel 1967 Notre-Dame de Paris nel ruolo di Roland Petit "Quasimodo" ; Giselle con Noëlla Pontois; Bacco e Arianna con Claire Motte (Roussel-Descombey). Nel 1969 Il Lago dei Cigni con Noëlla Pontois; partner di Ekaterina Maximova nel 2° atto de Il Lago dei Cigni. Nel 1970 creazione del balletto Phèdre con Claire Motte a l’Opéra di Marsiglia (Auric-Lifar-Cocteau). Nel 1971 Giselle a Cuba con Alicia Alonso; AOR (Jarre-Wakhevitch-Schmucki). Nel 1972 nuova versione di Giselle, messa in scena da Alicia Alonso, con lei anche come partner; La Sylphide con Noëlla Pontois (Schneitzhoeffer-Lacotte). Nel 1973 creazione del balletto Jeux (Flemming Flindt); due balletti integrali di John Butler e Amérique de Jarêse; ripresa del balletto La Sylphide messo in scena da Pierre Lacotte. Nel 1974 Agon (Stravinsky-Balanchine); Diabelli (Beethoven-Mc Donald); creazione del balletto La Bella Addormentata nel bosco coreografia di Alicia Alonso con Noëlla Pontois. Nel 1975 La Valse e Tzigane (Ravel-Balanchine). Nel 1976 Les Noces (Stravinsky-Nijinska); Nana con Karen Kain (Constant-Petit); Ivan il Terribile, ruolo di Ivan (Prokofiev-Grigorovitch). Nel 1978 Quattro Stagioni, coreografia di MacMillan. Nel 1979 le danze in Il Principe Igor; Tzigane (Ravel-Balanchine); Sylvia (Darsonval-Delibes).
Nel 1980 Pas de deux da Raymonda. Nel 1981 Don Quichotte (Minkus-Nureyev); Fille mal Gardée (Spoerli). Nel 1982 Leit Motiv (Rachmaninov-Choo Amgo); 3 Préludes (Rachmaninov-Stevenson); La Bella Addormentata nel bosco (Tchaikovsky-Hightower). Nel 1983 Raymonda (Minkus-Nureyev) nel ruolo di Abderam. Nel 1984 ripresa di Mirages (Sauget-Lifar); Marco Spada (Lacotte); Concerto per violino (Stravinsky-Balanchine); Romeo e Giulietta (Prokofiev-Nureyev) ruolo di Tebaldo; Il Lago dei Cigni (Tchaikovsky-Nureyev); Coppelia a Bordeaux (Delibes-Skourakoff). Nomina di Professore al Conservatoire Supérieur de Musique et Danse.
Nel 1985 ripresa de Il Lago dei Cigni (Bourmeister) con Elisabeth Platel; Lo Schiaccianoci in Brasile (Tchaiwovsky-Achcar). Nel 1986 L’Uccello di Fuoco (Stravinsky-Skouratoff); Prisonnier du Caucase (Skibine-Katchaturiam) a l’Opéra di Nantes; Petrouchka (Stravinsky-Golovine-Fokine) al Capitol di Toulouse; pas de deux di Notre Dame de Paris con Sylvie Guillem. Nel 1987 L’Ange Bleu (Constant-Petit); Les Prisme du Chaman, ideato e diretto da Paul Jenkins, musica di Henri Dutilleux; Notre Dame de Paris con Sylvie Guillem in Canada. Nomina di Professore al Conservatoire National Supérieur de Musique et de Danse.
Nel 1988 partecipa al Festival Mondiale del Balletto in Giappone in Tzigane con Monique Loudières; ripresa a l’Opéra di Parigi di Notre Dame de Paris con Monique Loudières, Isabelle Guerin, Marie-Claude Pietragalla. Nel 1989 Galà "Les Geants de la Danse" Théatre des Champs Elysées. Consigliere artistico per la realizzazione del cortometraggio «Final» , inerente l’incontro tra Nijinsky e Lifar.
Nel 1990 Macbeth, Romeo e Giulietta, Faust, presso l’Opéra di Toulouse, coreografie di Jacques Fabre; Coppelia presso l’Opéra Comique, ruolo di Coppelius, coreografia da Arthur Saint-Léon rimontata da Pierre Lacotte. Viene nominato Professore al Balletto de l’Opéra di Parigi.
Cyril Atanassoff e Noella Pontois
Nel 1992 Il Tricorno, ruolo del Corregidor, a l’Opéra Garnier (de Falla-Massine);
Le Rendez Vous, ruolo del Destino (Kosma-Prévert-Petit). Nel 1994 Prélude a l’après-midi d’un Faune, Teatro di Kiev, concorso Serge Lifar (Debussy-Lifar). Nel 1995 Giuria Benois de la Danse, Teatro Bolshoi, Mosca. Nel 1996 è Presidente del Concours International de Danse de Paris. Nel luglio del 1998 è a Tokyo per il 15° anniversario del Inoué Ballet Fondation, in Prélude a l’après-midi d’un Faune ; in agosto per Hommage à Pablo Ricasso, in Le Rendez-Vous (Petit) Les Saltimbanques (creazione di K. Belarbi, dai dipinti di Picasso).
Per la Inoué Ballet Fondation di Tokyo nel 1999 e nel 2005 La Sylphide (Bournonville) nel ruolo della Strega Madge, nel 2000 Coppelia, nel ruolo di Coppelius, e nel 2001 è stato responsabile per la messa in scena di Giselle.
Cyril Atanassoff è «Chevalier dans l’Ordre National du Mérite» , e «Chevalier des Arts et Lettres».