FETÖ kalkışmasının yaşandığı gece Kara Kuvvetleri Komutanlığı Personel Başkanı Tümgeneral Ömer Şevki Gençtük'ün rehin alınması ve karargahta yaşananlara ilişkin Atuk, 24 Temmuz'da "tanık" sıfatıyla Cumhuriyet Savcısı Ali Alper Saylan'a ifade verdi. İfadesi sırasında çelişkili beyanlarda bulunan Atuk, savcıya "hocam" diye hitap etti. Bu sözün ardından tedirgin davranışlar sergileyen Atuk'un bu tavrı Saylan'ın dikkatinden kaçmadı. Savcının şüphesi üzerine derinleştirilen soruşturmada karargahın kamera kayıtları incelendi. Atuk'un 15 Temmuz gecesi sabaha kadar Kara Kuvvetleri Karargahı'nda askeri kamuflajlı olduğu ve TSK'dan ihraç edilen ve tutuklu Tuğgeneral Mücahit Tamer ile birlikte hareket ettiği tespit edilince 10 Ağustos'ta bu kez "şüpheli" olarak gözaltına alındı. Sorgusunda FETÖ üyesi olmadığını savundu. Atuk'un odasında yapılan aramalarda bulunan ajanda ve sayfalar dolusu belgede fişleme notları ele geçirildi. Sorgusundaki çelişkili ifadeler ve ele geçirilen deliller ışığında tutuklanan Atuk'un Kasım 2016'da TSK'dan ihraç edildiği belirtildi.
Kurmay Albay Fehmi Atuk (elinde dosya olan) 28 Temmuz'da yapılan Yüksek Askeri Şura (YAŞ) toplantısında alınan kararları imzalaması için Cumhurbaşkanı Erdoğan'a götüren heyet içinde en yetkili isim olarak yer aldı. Atuk kararların bulunduğu dosya Erdoğan'a sunulduğu sırada çekilen fotoğraf karesinde yer aldı.
