פנאתינייקוס זכתה ב-39 אליפויות יוון, יותר מכל קבוצה אחרת וכמעט מחצית מכל 84 האליפויות שהתקיימו. במהלך השנים מתחרותיה העיקריות בליגה היו אריס סלוניקי ואולימפיאקוס. בין 2003 ל-2011 זכתה הקבוצה ב-9 אליפויות רצופות, שיא כל הזמנים בתחרות זו.
שליטתה של הקבוצה בכדורסל היווני ניכרת גם בתחרויות הגביע היווני בכדורסל, בו זכתה 20 פעמים מתוך 49 מהדורות, גם כאן יותר מכל קבוצה אחרת. כמו כן זכתה הקבוצה פעם אחת בסופר קאפ היווני. בסך הכל זכתה פנאתינאיקוס בשיא של 11 דאבלים (זכייה בליגה ובגביע באותה עונה), מהם חמישה רצופים בשנים 2005–2009, ובשני כתרים משולשים (זכייה בליגה, בגביע וביורוליג), ב-2007 וב-2009.
בשנת 2007 זכתה פנאתינאיקוס באליפות אירופה בפעם הרביעית בתולדותיה לאחר שגברה בגמר על צסק"א מוסקבה 93–91 בגמר אותו אירחה באואקה ארנה. ב-2009 זכתה ביורוליג פעם נוספת לאחר שגברה 73–71 על אותה צסק"א בגמר שנערך בברלין, וכעבור שנתיים נוספות, ב-2011, זכתה בפעם השישית בגביע אירופה לאחר שניצחה את מכבי תל אביב 78–70 בגמר שנערך בברצלונה.
ב-12 באפריל 2018 הודיעה פנאתינאיקוס על פרישה מהיורוליג לאחר מחלוקת בין בעלי הקבוצה להנהלת היורוליג, אך לאחר מכן חזרה בה מהחלטתה.[1]
ב-26 במאי 2024 זכתה הקבוצה באליפות אירופה השביעית בתולדותיה לאחר שניצחה 95–80 את ריאל מדריד בגמר היורוליג.
היריבה הגדולה ביותר של פנאתינאיקוס היא אולימפיאקוס פיראוס. היריבות הגדולה בין שני המועדונים הובילה פעמים רבות למהומות רבות, עד לכדי פציעות בקרב האוהדים משני הכיוונים. לא אחת התקיימו המשחקים בין הקבוצות ללא קהל, לאור החשש מהתפרצויות אלימות.[2] היריבות בין המועדונים קיימת גם בענף הכדורגל, והמשחקים ביניהם מכונים דרבי היריבות הנצחיות.
הערה: עד שנת 2001, גביע אירופה לאלופות בכדורסל נוהל על ידי מפעל הסופרוליג, תחת ארגון פיב"א אירופה. בשנה זו חדל מלהתקיים, וטורניר היורוליג החליפו בפועל.