Из места сбора флота — порта Гаваны на Кубе — конвой вышел 4 сентября 1622 года, однако к вечеру 5 сентября погода сильно ухудшилась, поднялся сильный ветер, относя суда к северу на побережье Флориды. Перегруженные слитками золота и серебра галеоны потеряли управляемость и ветром их вынесло на коралловые рифы у побережья Флориды. Из 28 галеонов затонули восемь, в том числе «Нуэстра Сеньора де Аточа», «Санта — Маргарита», «Нуэстра Сеньора де Консолясьон». С галеона «Нуэстра Сеньора де Аточа» уцелело всего трое матросов и два раба. Всего погибло 550 человек, затонуло ценностей более чем на 2 миллиона песо. Это вызвало гнев короля Испании, который крайне нуждался в средствах для ведения Тридцатилетней войны. На несколько лет Испания попала в крайне тяжелое финансовое положение. Король распорядился любой ценой достать со дна сокровища конвоя.
Место крушения находилось примерно в 56 километрах к западу от острова Ки-Уэст. Благодаря тому, что глубина в месте затопления галеона составляла всего 16 метров, в первые дни после крушения место было легко определить по торчащим из воды обломкам бизань-мачты. Однако в октябре, когда капитан Гаспар де Варгас во главе команды рабов-ныряльщиков и индейских ловцов жемчуга прибыл к месту крушения и испанцы предприняли первую попытку поднять ценности со дна, штормы разметали остатки мачт и найти точно место крушения было уже невозможно. Смогли лишь определить место крушения второго галеона с сокровищами — «Санта-Маргариты». После нескольких месяцев изнурительной работы были найдены лишь несколько кусков обшивки «Аточи» и ничего более. Ныряльщики могли работать только непродолжительное время на небольшой глубине, и у Варгаса не было возможности перемещать с места на место огромные количества подвижного песка.
В 1625 году испанцы предприняли вторую попытку поднятия со дна сокровищ «Нуэстра Сеньора де Аточа» и «Санта-Маргариты». К месту крушения прибыла поисковая партия во главе с капитаном Франсиско Нуньесом Мелианом. За следующие четыре года команда пловцов, вооруженная воздушным колоколом (изобретением Мелиана), сумела извлечь из воды в общей сложности 380 слитков серебра и 67 тысяч серебряных монет с «Санта-Маргариты», однако следов «Нуэстра Сеньора де Аточа» так и не нашли. В дальнейшем работы по поиску велись до 1641 года, но успехов не принесли. Поиск места затопления галеонов с сокровищами на долгие столетия был прекращен, и сведения о катастрофе остались лишь в испанских королевских архивах.
