W czerwcu 2011 roku Villas-Boas opuścił Porto, by zostać menedżerem Chelsea. Wziął ze sobą do Londynu wszystkich członków zespołu technicznego, z wyjątkiem asystenta trenera Vittora Pereiry, który został nowym trenerem klubu. Jego pierwszy europejski mecz był przeciwko Barcelonie, na Super Puchar UEFA 2011
- Co? W swoim trzecim występie w meczu z Monako, Porto wyjechało ponownie jako drugie miejsce, po przegranej 2: 0. Nie przeszli przez etap grupowy Ligi Mistrzów UEFA 2011/12, po przegranej z APOEL i Zenit Saint Petersburg, ostatecznymi zwycięzcami grupy i runner-upami. Przeniesieni do rundy 32 finałów Ligi Europy UEFA, aktualni mistrzowie zostali wywaleni przez Manchester City z przegraną 6-1. Jako zwycięzcy Primeira Liga 2011/12, Porto zapewniło swój powrót do Ligi Mistrzów w następnym sezonie. Po zajęciu drugiego miejsca za Paris Saint-Germain w grupie z Dinamo Zagrzeb i Dynamo Kijów, Porto zakwalifikowało się do finału 16, gdzie zmierzyło się z debiutancką drużyną turnieju, Malagą. Nie mogąc wykorzystać przewagi 1<unk>0 na pierwszym etapie, Porto przegrało 2<unk>0 na stadionie La Rosaleda i zostało wyeliminowane. Klub zdobył trzeci z rzędu tytuł ligi w ostatnim dniu meczu, zapewniając miejsce w fazie grupowej Ligi Mistrzów UEFA 2013<unk>14. Po trzecim miejscu w grupie, za Atlético Madryt i Zenit Sankt Petersburg, Porto spadło do Ligi Europy UEFA; zostali wyeliminowani w ćwierćfinale przez ostatecznego zwycięzcę Sewilli.