20 Nisan 1976 tarihinde Rize'de doğdu. 1999’da Mimar Sinan Güzel Sanatlar Üniversitesi Devlet Konservatuvarı Tiyatro Bölümünden mezun oldu.
Ali Atay "Şapkadan Babam Çıktı" adlı dizide başarısız illüzyonist Maksut’u oynamıştır. TRT'de 3 sezon boyunca yayınlanan Leyla ile Mecnun adlı komedi dizisinde oynadığı Mecnun Çınar karakteriyle çok büyük bir başarı yakalamıştır. Dizi yayından kaldırıldıktan sonra aynı dizi ekibi ile beraber çekilen ve Star TV'de yayınlanan Ben de Özledim dizisinde kendini oynamıştır. Ayrıca, Leyla ile Mecnun ekibinin kurmuş olduğu Leyla The Band grubunun vokalistidir.
2014 Haziran'ında ilk kez yönetmen koltuğuna oturduğu Limonata adlı, başrollerinde Serkan Keskin ve Ertan Saban'ın bulunduğu sinema filminin çekimlerine başlamıştır. Atv'de yayınlanan Mutlu Ol Yeter adlı dizide başrol oyuncusu olarak rol almıştır.
2017'de BluTV üzerinden yayınlanan, Türkiye'nin ilk online dizisi Masum'da; Haluk Bilginer, Nur Sürer, Okan Yalabık gibi isimlerle başrolü paylaşmıştır. Yusuf Komiser karakterini canlandırmıştır.
Türkiye'nin, 90. Akademi Ödülleri için aday gösterdiği Ayla filminde Ali Astsubay karakterini canlandırmıştır.
Aksiyon komedi tarzındaki Ölümlü Dünya filminin yönetmen koltuğunda yer almıştır. Aynı yıl Nuh Tepesi filminde başrol oynamıştır. 2019 yılında gerçek bir hikâyeden uyarlanan Türk İşi Dondurma filminde rol almıştır. Aynı yıl yine yönetmenliğini üstlendiği Cinayet Süsü filmi vizyona girmiştir.
2008 senesinde Ebru Cansız ile evlenmiş; 2013 senesinde boşanmışlardır. 6 Şubat 2019 tarihinde Hazal Kaya ile evlenmiş ve Fikret Ali adında bir çocukları vardır.
Ali Atay "Şapkadan Babam Çıktı" adlı dizide başarısız illüzyonist Maksut’u oynamıştır. TRT'de 3 sezon boyunca yayınlanan Leyla ile Mecnun adlı komedi dizisinde oynadığı Mecnun Çınar karakteriyle çok büyük bir başarı yakalamıştır. Dizi yayından kaldırıldıktan sonra aynı dizi ekibi ile beraber çekilen ve Star TV'de yayınlanan Ben de Özledim dizisinde kendini oynamıştır. Ayrıca, Leyla ile Mecnun ekibinin kurmuş olduğu Leyla The Band grubunun vokalistidir.
2014 Haziran'ında ilk kez yönetmen koltuğuna oturduğu Limonata adlı, başrollerinde Serkan Keskin ve Ertan Saban'ın bulunduğu sinema filminin çekimlerine başlamıştır. Atv'de yayınlanan Mutlu Ol Yeter adlı dizide başrol oyuncusu olarak rol almıştır.
2017'de BluTV üzerinden yayınlanan, Türkiye'nin ilk online dizisi Masum'da; Haluk Bilginer, Nur Sürer, Okan Yalabık gibi isimlerle başrolü paylaşmıştır. Yusuf Komiser karakterini canlandırmıştır.
Türkiye'nin, 90. Akademi Ödülleri için aday gösterdiği Ayla filminde Ali Astsubay karakterini canlandırmıştır.
Aksiyon komedi tarzındaki Ölümlü Dünya filminin yönetmen koltuğunda yer almıştır. Aynı yıl Nuh Tepesi filminde başrol oynamıştır. 2019 yılında gerçek bir hikâyeden uyarlanan Türk İşi Dondurma filminde rol almıştır. Aynı yıl yine yönetmenliğini üstlendiği Cinayet Süsü filmi vizyona girmiştir.
2008 senesinde Ebru Cansız ile evlenmiş; 2013 senesinde boşanmışlardır. 6 Şubat 2019 tarihinde Hazal Kaya ile evlenmiş ve Fikret Ali adında bir çocukları vardır.