Campeão em 2010 com uma campanha muito abaixo da média, o Atlético de Madrid chegou ao bicampeonato da Liga Europa em 2012, de uma maneira bem diferente. Na segunda oportunidade, o time colchonero não tomou conhecimento de nenhum adversário e atingiu o título com toda a tranquilidade que faltou na primeira vez. Foi um ótimo cartão de visitas de Diego Simeone, ídolo do clube e técnico argentino chegou justamente naquela temporada.
Apenas sétimo colocado no Campeonato Espanhol de 2011, o Atleti entrou na terceira fase preliminar da Liga Europa. Contra o Stromsgodset, da Noruega, a equipe avançou com vitórias por 2 a 1 no Vicente Calderón, e por 2 a 0 fora de casa. Na primeira fase, eliminou o Vitória de Guimarães com mais dois triunfos, por 2 a 0 em casa, e por 4 a 0 em Portugal.
Na segunda fase, o Atlético de Madrid ficou no grupo I, junto com Udinese, Celtic e Rennes. A estreia foi com vitória sobre por 2 a 0 sobre os escoceses no Vicente Calderón. Na sequência fora de casa, empatou por 1 a 1 com os franceses e perdeu por 2 a 0 para os italianos, e esses foram os únicos tropeços da equipe. No returno, bateu a Udinese por 4 a 0 em casa, fez 1 a 0 no Celtic fora e 3 a 1 no Rennes também em casa. Com 13 pontos, o Atleti ficou na primeira posição.
No mata-mata, os colchoneros não conheceram nenhum empate ou derrota, em uma jornada histórica. Na terceira fase, derrotou a Lazio por 3 a 1 no Olímpico de Roma, e por 1 a 0 no Vicente Calderón. Nas oitavas de final, passou pelo Besiktas ao fazer 3 a 0 na Espanha, e 3 a 1 na Turquia.
Nas quartas de final, o Atleti enfrentou o Hannover 96. O primeiro jogo foi no Vicente Calderón, e a vitória foi por 2 a 1, gols de Falcao García (contratado do então campeão Porto) e Eduardo Salvio. A segunda partida foi na Alemanha, e os espanhóis obtiveram novamente o placar de 2 a 1.
A semifinal foi disputada contra o Valencia, com a ida outra vez no Vicente Calderón. Com dois gols de Falcao, um de Miranda e outro de Adrián, o Atleti venceu o rival por 4 a 2. A volta aconteceu no Mestalla, Adrián voltou a marcar e os colchoneros foram à decisão com o triunfo por 1 a 0.
Na final, outro confronto espanhol contra o Athletic Bilbao, que superou Trabzonspor, RB Salzburg, Paris Saint-Germain, Slovan Bratislava, Lokomotiv Mosocu, Manchester United, Schalke 04 e Sporting. A partida foi realizada na Arena Nationala, em Bucareste, na Romênia. Superior, o Atlético de Madrid chegou ao título ao vencer por 3 a 0. Falcao anotou dois gols e o brasileiro Diego fez um.