Írj folytatást erre a bekezdésre - Belözoğlu 2012. május 29-én költözött az Atlético Madridba, az Európa Liga jelenlegi bajnokába. Kétéves szerződést írt alá, és Arda Turan, a honfitársa és középmezős partnere szívesen fogadta. Július 7-én Belözoğlu az új csapattársaival edzett, mielőtt az Atlético bemutatta volna a Vicente Calderon stadionban tartott aláírási ceremónián. 2012. szeptember 1-jén debütált az Atlético-nál az UEFA Szuperkupában.
A Chelsea ellen, az utolsó három percben Radamel Falcao helyére lépett be, akinek hattricse hozzájárult az Atlético 4-1 győzelméhez.