Voltooi die volgende sin: Belözoğlu verhuis na Atlético Madrid, die regerende kampioene van die Europa League op 29 Mei 2012. Hy het 'n kontrak van twee jaar onderteken en is hartlik ontvang deur landgenoot en middelveldmaat Arda Turan. Op 7 Julie het Belözoğlu saam met sy nuwe spanmaats geoefen voordat hy deur Atlético onthul is tydens 'n ondertekeningseremonie wat in die Vicente Calderon-stadion gehou is. Hy het sy Atlético-debuut op 1 September 2012 gemaak in die
UEFA Superbeker teen Chelsea, wat vir die laaste drie minute in die plek van Radamel Falcao ingekom het, wie se driekuns bygedra het tot Atletico se 4-1 oorwinning.