Í júní 2011 yfirgaf Villas-Boas Porto til að verða stjóri Chelsea. Hann tók tæknifólkið sitt með sér til London, nema aðstoðarþjálfara hans Vítor Pereira, sem varð nýr þjálfari félagsins. Fyrsti leikur hans í Evrópu var gegn Barcelona, fyrir UEFA Super Cup 2011.
Ég veit ūađ ekki. Í þriðja þátttöku sinni í Monaco sýningarleiknum fór Porto aftur sem næstkomandi, eftir að hafa tapað 2 til 0. Þeir komust ekki í gegnum 2011<unk>12 UEFA Champions League riðlakeppninni, eftir að hafa fengið ósigur gegn APOEL og Zenit Saint Petersburg, endanlegum liðum sem sigruðu í riðlakeppninni og voru í öðru sæti.&lt;ref name="2011/12cl"&gt;&lt;/ref&gt; Fluttu þeir í úrslitakeppni UEFA Europa League, en Manchester City sló þá úr leik með 6<unk>1 samanlagða tapi.&lt;ref name="2011/12el"&gt;&lt;/ref&gt; Portó vann Primeira Liga árið 2011<unk>12 og tryggði sér að komast aftur í Meistaradeildina á næsta tímabili. Eftir að hafa endað í öðru sæti á eftir Paris Saint-Germain í hópi sem innihélt Dinamo Zagreb og Dynamo Kiev, kom Porto í 16-liða úrslitin, þar sem þeir mættu Málaga sem var að byrja á mótinu. Porto tapaði 2<unk>0 á La Rosaleda Stadium og var útrýmt. Klúbburinn tryggði sér þriðja deildarmeistaratitil sinn í röð á síðasta leikdegi og tryggði sér sæti í riðlakeppni UEFA Meistaradeildarinnar 2013. Eftir að hafa endað í þriðja sæti í riðlinum, á eftir Atlético Madrid og Zenit Saint Petersburg, var Porto fallinn í UEFA Europa League; þeir voru útrýmdir í undanúrslitum af Sevilla sem varð sigurvegari.