La saison 2010-2011 de l’Atlético est sensiblement la même que l’année précédente, le club terminant seulement septième en Liga et étant éliminé dès les quarts de finale en Coupe du Roi et en phase de groupe en Ligue Europa. La finale cette Ligue Europa, disputée le 12 mai 2010 au HSH Nordbank Arena de Hambourg, a vu l’Atlético l’emporter 2-1 face au club londonien Fulham FC, grâce à un doublé de Diego Forlán, le deuxième but étant marqué à la 116e minute. Après avoir ouvert le score par l’intermédiaire de son attaquant Diego Costa, l’Atlético prend les devants dès la première minute. En Ligue des champions, l’Atlético sera éliminé pour la quatrième saison consécutive par le Real Madrid, après avoir atteint les demi-finales de la compétition pour la sixième fois de son histoire. Ces deux titres ont brisé l’hégémonie de titres entre Real Madrid et le FC Barcelone. La saison 1991/92, au cours de laquelle Manolo (meilleur buteur de la première division avec 27 buts) s’est démarqué, restera dans les mémoires de l’Atlético pour deux raisons. Les années qui suivent, et malgré une politique de transferts prestigieuse (Juan Esnáider, Radek Bejbl, puis surtout Christian Vieri Pichichi en 1998, Juninho, José Antonio Chamot, Vladimir Jugović, Santiago Solari), le club descend chaque année dans la hiérarchie (cinquième, septième, treizième) avant de connaître la relégation, malgré un effectif composé de nombreux internationaux ou futurs internationaux (Molina, Celso Ayala, Gamarra, Bejbl, Santi, Rubén Baraja, Juan Carlos Valerón, Pablo García, Solari, Kiko ou encore Jimmy Floyd Hasselbaink, pourtant deuxième meilleur buteur de la Liga).
Cependant, leur saison est réussie, en témoigne leur victoire en Europa League la même année face à l’Athletic Bilbao lors d’une finale remportée sur le score de 3-0, grâce notamment à un doublé de Falcao. En plus de vouloir conserver son titre de champion d’Espagne, l’Atlético voudra surement remporter cette année la Ligue des champions. L’impact de ce succès a été plus important en raison de l’inattendu : l’équipe était composée pratiquement des mêmes joueurs que la saison précédente, équipe qui était sur le point de descendre en deuxième division, à l’exception des signatures que le nouvel entraîneur, Radomir Antić, demandait. Cet hommage a été particulièrement mal vécu du point de vue de l’Atlético de Madrid, qui, en tant qu’équipe visiteuse, avait été contraint de jouer le match avec une chemise blanche, similaire à celle du Real (au lieu de son habituel deuxième maillot bleu et blanc). Symboliquement, ce titre vient conforter le nouveau statut du club, qui ne se contente plus d’être le « petit poucet », et qui est désormais à la lutte avec les deux géants espagnols que sont le Real et le Barça. Pour son retour dans la plus haute comptition européenne onze ans après l’avoir quittée, le club madrilène parvient à se qualifier pour les huitièmes de finale en obtenant la deuxième place de son groupe (à 2 points du premier : le Liverpool FC).
La saison 2011-2012 commence mal pour les Colchoneros : ils pointent à la 17e place en Liga, à seulement quatre points de le relégation en décembre. Tottenham. En 1964, le club réalise une mauvaise saison en championnat dans laquelle la relégation a été évitée de peu. La saison suivante, malgré le talentueux buteur Baltazar (surnommé « artillo de Dios », meilleur « Pichichi » de l’histoire de l’Atlético, avec 35 buts en une saison), le club n’a pu atteindre que la quatrième placer en Liga. Ainsi, le club obtient sa septième Liga (avec un Luis Aragonés deuxième meilleur buteur de la compétition) et une place pour jouer en Coupe d’Europe l’année suivante. L’une des figures de l’équipe de ce titre était déjà Luis Aragonés, qui s’est avéré être le deuxième meilleur buteur de ce tournoi, maillot de foot real madrid avec 18 buts marqués. La clé de cette victoire fut notamment les 20 buts de Rubén Cano et des performances solides en défense de Luiz Pereira et Miguel Reina, gardien ayant concédé le moins de but de la compétition. À ses deux buts (28e, 67e), l’étoile parisienne a ajouté trois offrandes, deux pour Neymar (12e, maillot atletico madrid 90e) et une magnifique pour Lionel Messi (73e) sur une action où il a absolument tout fait.
↑ Le professionnalisme mentionné ici fait référence au fait que les joueurs sont payés pour jouer au football (ils reçoivent un salaire), ce qui à l’époque n’était pas forcément monnaie courante. Ce, malgré le fait qu’il ait vécu trois saisons difficiles et que plusieurs grandes stars risquent d’arriver cet été 2022, à l’image de Kylian Mbappé. Dirceu et malgré la coïncidence de cette sécheresse de la section de football avec une belle performance de sa section de handball, l’entité a commencé à s’endetter. Durant cette fin de saison, ils atteignent également la finale de la Coupe du Roi en mai mais sont battus par Séville sur le score de 2-0 au Camp Nou à Barcelone. Cependant, grâce à cette deuxième place dans le championnat, l’Atlético fera ses débuts l’année suivante dans la quatrième édition de la Coupe d’Europe. L’équipe terminera troisième de Liga, après s’être battu tout au long de la saison pour une place sur le podium avec le FC Séville. Au cours de la saison 2009/10, l’équipe a terminé la phase de groupes de la Ligue des champions à la troisième place.