ביוני 2011, וילאס-בואס עזב את פורטו כדי להיות המנהל של צ'לסי. הוא לקח את הצוות הטכני שלו ללונדון, למעט עוזר המאמן שלו ויטור פריירה, שהפך למאמן החדש של המועדון. המשחק האירופי הראשון שלו היה נגד ברצלונה, עבור גביע הסופר של האו"ם 2011.
אני לא יודע. בהופעתם השלישית במשחק המופע של מונקו, פורטו עזבה שוב כמנצחת, לאחר שהפסידה 2-0. הם לא עברו את שלב הקבוצות של ליגת האלופות של 2011/12, לאחר שהפסידו באפואל וזניט סנט פטרסבורג, הזוכים בקבוצות הסופיות והרוצחים. הועברו לסיבוב של 32 של ליגת אירופה של האו"ם, האלוף המגן הודח על ידי מנצ'סטר סיטי עם הפסד של 6-1. לאחר שסיימה במקום השני אחרי פריז סנט-ג'רמן בקבוצה שכללה את דינמו זגרב ודינמו קייב, פורטו זכתה לסיבוב השמיני, שם היא התמודדה מול מלאגה. לאחר שלא הצליחו לנצל את יתרון 1-0 ברגל הראשונה, פורטו הפסידה 2-0 באצטדיון לה רוזלדה והושמדו. המועדון הבטיח את תואר הליגה השלישי ברציפות ביום המשחק האחרון, ובכך הבטיח מקום בשלב הקבוצות של ליגת האלופות של אירופה 2013. לאחר שסיימה במקום השלישי בקבוצה שלה, מאחורי אטלטיקו מדריד וזניט סנט פטרסבורג, פורטו ירדה לליגת אירופה של האו"ם; הם הודחו ברבע הגמר על ידי הזוכה הסופי, סוויליה.