Kamilisha sentensi ifuatayo: Belözoğlu alihamia Atlético Madrid, mabingwa wa kutawala wa Ligi ya Europa mnamo 29 Mei 2012. Alisaini mkataba wa miaka miwili na alikaribishwa kwa uchangamfu na mwenzake na mwenzake wa katikati Arda Turan. Mnamo Julai 7 Belözoğlu alijifunza na wachezaji wenzake wapya kabla ya kufunuliwa na Atlético katika sherehe ya kusaini iliyofanyika katika uwanja wa Vicente Calderon. Alifanya kwanza yake Atlético tarehe 1 Septemba 2012 katika
UEFA Super Cup dhidi ya Chelsea, akiingia kwa dakika tatu za mwisho badala ya Radamel Falcao ambaye hat-trick yake ilisaidia ushindi wa Atletico 4 kwa 1.