V júni 2011 Villas-Boas opustil Porto, aby sa stal manažérom Chelsea. Vzal so sebou do Londýna technický personál okrem asistenta trénera Vítora Pereiru, ktorý sa stal novým trénerom klubu. Jeho prvý európsky zápas bol proti Barcelone, na Superpoháre UEFA v roku 2011.
- Áno. V treťom zápase v Monaku Porto opustilo zápas ako druhý, po prehre 2:0. Neprešli skupinovou fázou Ligy majstrov UEFA 2011/12, po tom, čo prehrali s APOEL a Zenit Saint Petersburg, prípadnými víťazmi skupiny a druhými.&lt;ref name="2011/12cl"&gt;&lt;/ref&gt; Presunutí do kola 32 zápasov UEFA Europa League, obhajujúci majstri boli vylúčení Manchester City so stratou 6-1.&lt;ref name="2011/12el"&gt;&lt;/ref&gt; Ako víťazi Primeira Liga 2011/12, Porto zabezpečil svoj návrat do Ligy majstrov v nasledujúcej sezóne. Porto skončilo na druhom mieste za Paris Saint-Germain v skupine obsahujúcej Dinamo Záhreb a Dynamo Kyjev a kvalifikovalo sa do kola 16, kde sa stretli s debutantom turnaja Málagou. Porto nemohlo využiť výhodu 1:0 v prvom zápase, preto prehralo 2:0 na štadióne La Rosaleda a bolo eliminované. Klub si v poslednom zápasnom dni zabezpečil svoj tretí titul v lige za sebou, čím si zabezpečil miesto v skupinovej fáze Ligy majstrov UEFA 2013/14. Porto skončilo na treťom mieste v skupine za Atléticom Madridom a Zenitom Saint Petersburg a bolo degradované do Ligy Európy UEFA. V štvrťfinále ich eliminoval víťaz Sevilla.