Escriba unha continuación para este parágrafo - O préstamo de Courtois ao Atlético estendeuse para cubrir a tempada 2012-13. O seu primeiro partido da prórroga do préstamo foi contra o Chelsea na Supercopa da UEFA 2012.
final en Mónaco, que rematou cunha vitoria de 4 a 1 para o Atlético de Madrid. Máis tarde na tempada, Courtois estableceu un novo récord do Atlético de Madrid de 820 minutos sen permitir un gol no Estadio Vicente Calderón, terminando por ser derrotado nunha derrota por 1-0 ante a Real Sociedad. O Atlético chegou á final da Copa del Rey de 2013, e Courtois foi nomeado home do partido nunha vitoria por 2 a 1 contra o Real, a primeira vez que o Atlético vencera aos seus rivais da cidade en 14 anos.