پیش از آنکه مدل ATR-42 به اولین مشتری تحویل داده شود مقامات ATR به فکر یک طرح بزرگتر و جادارتر بر پایه ATR-42 بودند. این طرح که از طویل شدن بدنه ATR-42 به وجود آمد ATR-72 نامیده شد. درازتر شدن بدنه به میزان 50/4 متر، استفاده از مواد مرکب به میزان 30% در ساختن بالها، تیرکهای بال و پوسته، همچنین استفاده از فیبرکرین در جعبه بال از جمله تفاوت های مهم بین ATR-72 و ATR-42 محسوب می شود. از ATR-72 سه پیش نمونه ساختند تا در آزمایشات پروازی از آن استفاده شود. اولین پیش نمونه در 27 اکتبر 1988 پرواز کرد. گواهینامه صلاحیت پروازی نیز در اواخر سال 1989 به ATR-72 اعطا شد. در کنار مدل پایه که ATR-72-200 نام داشت، مدلهای دیگری نیز معرفی شدند. ATR-72-210 با استفاده از موتورهای پرتوانتر PW127 می توانست عملکرد بهتری در ارتفاعات و دمای بالا داشته باشد. همچنین ATR-72-210 قدرت برخاست بیشتری دارد. مدل دیگر ATR-72-500 است که قبلا ATR-72-210A نامیده می شد. این مدل با استفاده از موتورهای ارتقاء یافته PW127F و ملخی 6 تیغه از جنس مواد مرکب عملکرد پروازی بهتری در دما و ارتفاعات بالاتر از خود نشان می دهد. گواهینامه پروازی این هواپیما در اوایل 1997 صادر شد. ATR-52C  یک نمونه باری است که برای اهداف نظامی و غیرنظامی ساخته شده است. برای این مدل درب بارگیری در انتهای بدنه تعبیه و دم آن نیز دوباره طراحی شده است. همچون مدل ATR-42 برای ATR-72 نیز مدل گشت زنی دریایی پیشنهاد شد. همچنین در نظر بود مدلی کشیده تر از  ATR-72 با نام ATR-82 ساخته شود. این مدل می توانست 78 نفر را در مسیرهای پروازی کوتاه جا به جا کند. برای به پرواز درآوردن ATR-82، دو موتور توربوپراپ آلیسون AE-2100 در نظر گرفته شد. اما به دلیل مشکلاتی که در سال 1996 بین ATR و شرکایش وجود داشت طرح ATR-82 معلق باقی ماند. اولین ATR-72 در 27 اکتبر 1989 به شرکت فنلاندی Kar Air تحویل شد. به زودی مشتریان دیگری خواهان به خدمت گرفتن ATR-72 شدند. بعضی از این مشتریان عبارت بودند از: Foshing Airlines، Eurowings، CSA، American Eagle ، TAT، Air Littoral، LOT و Olympic Aviation موتور: دو موتور پرات اند ویتنی PW-124B یا PW-127 یا PW-127F بیشترین رانش موتور: با موتور 1,610kW   :PW-124B معادل 2,160shp در مدل 200-72با موتور 1,850kW   :PW-127 معادل 2,480shp در مدل 210-72با موتور 2,051kW   :PW-127F معادل 2,750shp در مدل 500-72 عملکرد: بیشترین سرعت کروز: 526km/hسرعت کروز اقتصادی: 460km/hبرد: 1,195km معادل 645nm اوزان: وزن خالی عملیاتی: 12,400kg معادل 27,337lbبیشترین وزن برخاستن: 21,500kg معادل 47,400kg ابعاد: طول: 27.17m معادل 89ftارتفاع: 7.65m معادل 25ftدهانه بال: 27.05m معادل 88ftمساحت بال: 61m² معادل 656.6sq ft گنجایش: خدمه پروازی: دو نفر در عرشه پروازمسافران: حداکثر 74 نفر در ردیف های چهارتایی٬ بیشتر مدلها بین 64 تا 70 نفر.بار: قادر به حمل 13 کانتینر به وزن حداکثر 7,200kg یا 5 کانتینر در ابعاد استاندارد LD3 در مدل ATR-52C سفارش و تولید: تا سه ماهه اول سال 2011 تعداد 671 فروند سفارش داده شده که تعداد 506 فروند آن ساخته شده است.