2018. május 24-én Rodri visszatért az Atléticóba, miután a klub megállapodást kötött a Villarreal-el az átadására. Öt éves szerződést írt alá a madridi csapatmal, 20 millió euróval, plusz 5 millió változóval. A debütálását augusztus 15-én a 2018-as UEFA Szuperkupában tette.
Tallinnban, a 4x2 többletidőben a városi riválisa, a Real Madrid elleni győzelem első 71 percében.