2021. január 17-én Koeman első alkalommal vezette a Barcelonát egy kupá döntőben, amikor az oldal 3<unk>2 vesztett az Athletic Bilbao ellen a 2020<unk>21 Supercopa de España döntőjében.
A La Cartuja stadionban, Seville-ben. Február 7-én Koeman vezette a Barcelonát a hatodik egymást követő külföldi győzelméhez a La Liga-ban, miután 3-2-re nyert a Real Betis ellen, egyenlővé téve Luis Enrique teljesítményét a 2015/16-as szezonban. Március 11-én a Barcelonát a nyolcadik fordulón kiütötték a Bajnokok Ligájából a PSG ellen, miután nem tudta megfordítani a 1<unk>4 veszteséget otthon, összesen 2<unk>5 veszteséggel. Április 10-én véget ért a Barcelona La Liga-i 19 veretlen futamának, miután a szezon második "El Clásico"-jában 2-1-re esett el a Real Madridnak. Április 17-én Koeman vezette a "Barça" 4-0-os győzelmét az Athletic Bilbao ellen a 2021-es Copa del Rey döntőben, bosszút állva a három hónappal korábban ugyanazon a helyszínen elért Supercopa vereségért. Április 29-én a Barcelonának arany lehetőség nyílt, hogy a La Liga csúcsára kerüljön, de nem tudta kihasználni, miután a Granada ellen 2-1-re veszített, annak ellenére, hogy vezetett. A Barcelonának csalódással zárult a bajnoki díjazása, miután az utolsó öt mérkőzésükből csak kettőt nyertek, és végül harmadik lettek a bajnoki rangsorban. Június 3-án Joan Laporta, a klub elnöke megerősítette, hogy Koeman egy újabb szezonig marad a csapat vezetője.