Poco se conoce de los datos de fundación y primeros años del Atlético PDVSA Gas, pero como es evidente es un club fundado y mantenido por la división de PDVSA Gas en el Estado Anzoátegui y participó en par de temporadas tanto en Segunda, como en Tercera División.
Debutó el 18 de septiembre del 2005 en el Grupo Oriental de la Temporada 2005/06 de Tercera División, en ese tiempo llamado Torneo de Aspirantes. Venció por la mínima al Aragua de Maturín, en este primer torneo, el club oriental finalizó segundo de su grupo, con un registro de 6 victorias, 2 empates y 2 derrotas, con solo 2 puntos por detrás del líder, el Colegio Iberoamericano.
Para la Temporada 2006/07 el club petrolero no tuvo tanta suerte y en esta oportunidad finalizó penúltimo en la quinta posición, pero debido a retiros de otros clubes, el Atlético PDVSA Gas pudo clasificar al Torneo de Promoción y Permanencia del 2007, debutando el 20 de enero del 2007 con derrota 3-1 ante la Universidad Central. En este torneo logró mantenerse en el segundo puesto con récord de 5 victorias, 4 empates y 2 derrotas y ganarse el derecho de jugar la Segunda División para la siguiente temporada.
En la Temporada 2007/08 de la Segunda División, debutó el 4 de agosto del 2007 con victoria 5-1 ante la Universidad Central, el club finalizó líder de su grupo, con récord de 9 victorias, 3 empates y 3 derrotas para poder definir el campeón del Apertura, quién lo enfrentó ante el Zulia FC, en Caracas, celebrado el 12 de diciembre del 2007. El equipo zuliano ganó 2-0. Pero el subcameponato le benefició en conseguir un punto para el Clausura, pero esa ventaja, no le bastó para repetir la hazaña y para el Clausura finalizó cuarto de su grupo, lejos de los puestos de liderato.
El conjunto petrolero disputó una Copa Venezuela, en la edición 2007, debutando el 29 de agosto de ese año venciendo 2-1 a Universitarios de Monagas, para clasificar a la siguiente ronda. Pero en esa fase, el club se enfrentó al Deportivo Anzoátegui quién goleó fácilmente 5-0 y dejarlos afuera de la copa.
Para la siguiente temporada, el club se mudará a Barinas y pasará a llamarse Atlético Varyná, dejando por una temporada la sede del oriente del país.