Escribe unha continuación para este parágrafo - Belözoğlu trasladouse ao Atlético de Madrid, o actual campión da Europa League o 29 de maio de 2012. Asinou un contrato de dous anos e foi recibido calorosamente polo compatriota e compañeiro de medio campo Arda Turan. O 7 de xullo, Belözoğlu adestrou cos seus novos compañeiros de equipo antes de ser presentado polo Atlético nunha cerimonia de sinatura celebrada no estadio Vicente Calderón. O seu debut co Atlético foi o 1 de setembro de 2012 na Supercopa da UEFA.
contra o Chelsea, entrando nos últimos tres minutos no lugar de Radamel Falcao cuxo hat-trick contribuíu á vitoria do Atlético por 4 a 1.