২০১০ সালের ২৮ আগস্ট, বার্সেলোনার সাথে চার বছরের চুক্তির শর্তাবলী মেনে নেন মাশ্চেরানো। ২৪ মিলিয়ন ইউরোর বিনিময়ে এই চুক্তি করে বার্সেলোনা। ৩০ আগস্ট, মাশ্চেরানো মেডিকেল পরীক্ষায় উত্তীর্ণ হন এবং বার্সেলোনায় তার স্থানান্তর প্রক্রিয়া সম্পূর্ণ করেন। ২০১০ সালের ১১ সেপ্টেম্বর, লা লিগায় মাশ্চেরানোর অভিষেক হয়। হারকিউলিসের বিপক্ষে ঐ খেলায় ঘরের মাঠে ০–২ ব্যবধানে পরাজিত হয় বার্সা। ১৬ মাসের মধ্যে এটি ছিল ক্যাম্প ন্যুতে তাদের প্রথম পরাজয়। মৌসুমের প্রথম ভাগে অধিকাংশ খেলাতেই বদলি হিসেবে নামেন মাশ্চেরানো, কিন্তু শেষ দিকে এসে তিনি একজন সেন্ট্রাল ব্যাকের দায়িত্ব পালন করেন। ২০১১ সালের ২৮ মে, ম্যানচেস্টার ইউনাইটেডের বিপক্ষে চ্যাম্পিয়নস লিগের ফাইনালে হেরার্দ পিকের সাথে সেন্ট্রাল ব্যাক হিসেবে খেলতে নামেন মাশ্চেরানো। খেলায় বার্সেলোনা ৩–১ ব্যবধানে জয় লাভ করে। মাশ্চেরানো এই জয় লিভারপুল সমর্থকদের উত্‍সর্গ করেন।

বার্সেলোনায় নিজের দ্বিতীয় মৌসুমে প্রায় একচেটিয়াভাবে সেন্ট্রাল ডিফেন্ডার হিসেবে খেলেন মাশ্চেরানো। তিনি দলের রক্ষনভাগের একজন নিয়মিত খেলোয়াড়ে পরিণত হন।

২০১২ সালের ২৬ জুলাই, মাশ্চেরানো বার্সেলোনার সাথে ২০১৬ সাল পর্যন্ত চুক্তি নবায়ন করেন।

বার্সেলোনা (২০১০–২০১৮)
রিভার প্লেট (২০০৩–০৫)
লিভারপুল (ফেব্রুয়ারি ২০০৭–২০১০)
ওয়েস্ট হ্যাম (২০০৬–জানুয়ারি ২০০৭)