בינואר פרש וילאנובה זמנית מתפקידו, בשל גרורות שנמצאו אצלו בבלוטות הרוק. מינואר ועד אפריל נעדר וילאנובה, ועוזרו ז'ורדי ראורה מילא את מקומו. היעדרותו פגעה ביכולתה של ברצלונה לנצח בטורנירים בהם השתתפה. בגביע המלך נפגשה ברצלונה עם ריאל מדריד בשנה השלישית ברציפות, והפעם בחצי הגמר אך הפעם ידה של ברצלונה הייתה על התחתונה. ריאל מדריד ניצחה את ברצלונה בביתה 1–3 (לאחר שהמשחק הראשון הסתיים בתיקו) ועלתה לגמר על חשבונה (שם הפסידה לאתלטיקו מדריד). בליגת האלופות, סיימה ברצלונה ראשונה בבית, וניצחה 4–2 את מילאן בשמינית הגמר, 3–3 בשערי חוץ את פריס סן-ז'רמן ברבע הגמר, ואז הודחה באופן משפיל על ידי באיירן מינכן, שגם זכתה בתואר, בתוצאה המצטברת 0–7 (0–4 בחוץ, 0–3 בבית).
ב-19 ביולי 2013 הודיעה ברצלונה כי וילאנובה לא ימשיך לעונה נוספת בשל מחלתו, וכי מחליפו יהיה חרארדו מרטינו הארגנטינאי. וילאנובה נפטר ב-25 באפריל 2014 בגיל 45 בלבד ממחלת הסרטן.
עידן ברתומאו (2014–2020).
תקופת מרטינו (2013/14).
בקיץ אירעו שינויים משמעותיים בסגל. חוזהו של אריק אבידאל לא חודש והוא עזב למונקו, דויד וייה נמכר לאתלטיקו מדריד תמורת 5 מיליון אירו, והקשר הצעיר טיאגו אלקנטרה נמכר לבאיירן מינכן ב-20 מיליון יורו. במקביל, רכשה ברצלונה את הכוכב הברזילאי ניימאר בן ה-21 ששיחק עד אז בסנטוס, תמורת 57.1 מיליון אירו. ניימאר הוצג בקאמפ נואו לעיני 56,500 צופים ועתיד להיות אחד מחשובי השחקנים של ברצלונה בארבע השנים הבאות, אך רכישה זו עתידה לעלות לרוסיי בכיסאו. מיד עם חתימת העסקה צצו דיווחים שסנטוס קיבלה רק 17.1 מיליון אירו, ולצידם גם האשמות שברצלונה שילמה למעשה הרבה יותר מ-57.1 מיליון אירו על ניימאר. ב-22 בינואר פתח משרד המשפטים במדריד בחקירה נגד רוסיי, שהתפטר למחרת. יממה לאחר התפטרותו נחשפו מסמכים שהעידו שברצלונה שילמה על ניימאר סכום כולל 86.2 מיליון אירו, כש-40 מתוכם שולמו להוריו של ניימאר. מי שמילא את מקומו של רוסיי היה סגנו, ג'וזפ מריה ברתומאו, שהגיע להסכם עם משרד התובע הכללי על סגירת האישומים בדבר הונאת מס, בתמורה לקנס של 13.6 מיליון אירו. בעונה זו לראשונה התחיל להופיע הלוגו של קטר איירווייז על חולצות השחקנים, לאחר שרוסיי חתם על חוזה פרסום עם החברה במרץ 2013, בתמורה ל-46 מיליון אירו לכל עונה.
ב-28 באוגוסט 2013 זכתה ברצלונה בסופר קאפ הספרדי לאחר תיקו 1–1 עם אתלטיקו מדריד בסיכום שני המשחקים ויתרון שער חוץ (אותו כבש ניימאר). ברצלונה פתחה העונה בצורה נהדרת והובילה את הטבלה מיומה הראשון. ברצלונה ניצחה את ריאל מדריד 2–1 (ניימאר וסאנצ'ס כבשו לזכות ברצלונה) והובילה את הליגה עד למחזור ה-25 בו הפסידה לריאל סוסיאדד, ואיבדה את ההובלה לריאל מדריד. למרות זאת, במחזור ה-29, הפסידה ריאל מדריד לברצלונה בתוצאה 4–3 (צמד של בנזמה ושער של רונאלדו לא הספיקו כדי לנצח שער של אינייסטה ושלושער של מסי, שעקף את אלפרדו די סטפנו והפך למלך שערי הקלאסיקו בכל הזמנים), ואתלטיקו מדריד, בעלת ההגנה הקשוחה, השתלטה על הפסגה. במשחק האחרון של העונה, התמודדה ברצלונה מול המוליכה אתלטיקו מדריד, שחודש לפני כן הדיחה את ברצלונה מליגת האלופות, כאשר ניצחון היה הופך אותה לאלופה. ברצלונה אמנם עלתה ליתרון מרגליו של סאנצ'ס, אך דייגו גודין השווה את התוצאה, ואתלטיקו מדריד זכתה בליגה, כשהיא שוברת את הדואופול בן 12 השנים של ברצלונה וריאל מדריד.
במקביל, חוותה ברצלונה כישלונות גם בשאר המסגרות. ברצלונה העפילה לגמר גביע המלך לאחר ניצחונות על חטאפה, לבאנטה וריאל סוסיאדד, אך הפסידה 1–2 בגמר לריאל מדריד. בליגת האלופות, סיימה ברצלונה ראשונה בבית שכלל את מילאן ואייאקס וניצחה את מנצ'סטר סיטי 4–1 בשמינית הגמר, אך הודחה ברבע הגמר על ידי אתלטיקו מדריד בתוצאה המצטברת 1–2 (אתלטיקו מדריד תפסיד בגמר ליריבתה העירונית, ריאל מדריד).
מרטינו התפטר מתפקידו ביולי 2014, ימים ספורים לאחר אובדן האליפות. הוא זכה בתואר אחד בלבד (הסופר קאפ הספרדי) ובכך היה למאמן הכושל ביותר מאז 2003. במקביל לעונה המאכזבת, גם מסי רשם מספרים נמוכים יותר אליהם הורגל ב-5 השנים לפני כן, אך בעונה זו הוא עקף 369 השערים של פאולינו אלקנטרה והפך למלך השערים בכל הזמנים של ברצלונה כולל משחקי ידידות.
תקופת לואיס אנריקה (2014–2017).
עונת 2014/15: טרבל שני.
בעונה זו, בוצעו שינויים משמעותיים בסגל. ב-19 במאי 2015 חתם קפטן הקבוצה לשעבר לואיס אנריקה, שאימן אז את סלטה ויגו, על חוזה לשתי עונות. ב-2 באפריל הטילה פיפ"א סנקציה על ברצלונה שאסרה עליה לרכוש שחקנים למשך שנתיים בשל העברות קטינים שבוצעו בניגוד לתקנות פיפ"א בין השנים 2009–2013. למרות זאת, האיסור הושהה עד לפסק הדין הסופי בערעור שהגישה ברצלונה, וכך התאפשר לה לפעול בחלון ההעברות של קיץ 2014. באותו קיץ פרש הקפטן הוותיק קרלס פויול בן ה-36, לאחר 15 עונות ו-593 הופעות במדי הקבוצה. בעשור בו הנהיג את הקבוצה, זכתה ברצלונה ב-21 תארים, כולל 6 אליפויות, 2 גביעים ו-3 אליפויות אירופה והוא הקפטן המצליח ביותר ובעל הכהונה הארוכה ביותר בתולדות המועדון. יחד עימו פרש גם ויקטור ואלדס לאחר 535 משחקים במדי ברצלונה. בנוסף נמכרו ססק פברגאס (צ'לסי, 33 מיליון אירו), אלכסיס סאנצ'ס (ארסנל, 42.5 מיליון אירו) ובויאן קרקיץ' שנמכר באופן סופי לסטוק סיטי תמורת 1.5 מיליון אירו, לאחר השאלות חוזרות ונשנות. גם השוער השני חוסה מנואל פינטו פרש לאחר שבע שנים בקבוצה.
במקביל פעלה ברצלונה באופן נמרץ בשוק ההעברות והוציאה יותר מ-165 מיליון אירו על שחקנים חדשים. היא רכשה שני שוערים חדשים, מארק-אנדרה טר שטגן הגרמני בן ה-22, וקלאודיו בראבו הצ'יליאני בן ה-31. בעונה זו, הופיע בראבו במשחקי הליגה, וטר שטגן בכל השאר. בנוסף רכשה ברצלונה ב-18 מיליון אירו את הקשר הקרואטי איוואן ראקיטיץ', על מנת שיהווה שחקן רוטציה לצ'אבי בן ה-35, ואת הבלם הצרפתי ז'רמי מתייה ב-20 מיליון אירו, במקום פויול שפרש. אך הרכישה המשמעותית ביותר הגיעה ב-11 ביולי, כשברצלונה החתימה את החלוץ האורוגוואי לואיס סוארס, שזכה בנעל הזהב האירופית בעונה החולפת, תמורת 81.25 מיליון אירו ששולמו לליברפול. הרכישה הייתה הימור, כיוון שסוארס היה בעל אופי בעייתי והיה מורחק על ידי פיפ"א בכל עיסוק ספורטיבי לארבעה חודשים, לאחר שנשך את בלם נבחרת איטליה ג'ורג'יו קייליני במונדיאל 2014.
ברצלונה פתחה את העונה בצורה טובה, אך שני הפסדים רצופים (1–3 לריאל מדריד בקלאסיקו ו-0–1 לסלטה ויגו) דרדרו אותה למקום השני בטבלה ומתחת ריאל מדריד. ב-27 באוקטובר חזר סוארס מהשעייתו, ולואיס אנריקה הרכיב את השלישייה ההתקפית הטובה בתולדות הכדורגל הספרדי. מסי הוסט בחזרה לעמדת הקיצוני הימני לאחר חמש שנים בהם שיחק במרכז, וטקטיקת הקבוצה התבססה על מסירות מהירות וארוכות לשלושת החלוצים. במחזור ה-26 חזרה ברצלונה למקום הראשון לאחר שריאל מדריד נכנעה לאתלטיק בילבאו, וב-22 במרץ ניצחה ברצלונה 2–1 בקלאסיקו הביתי (משעריהם של מתייה וסוארס) והגדילה את הפער בצמרת. מחזור אחד לפני הסיום, ב-17 במאי 2015, התארחה ברצלונה אצל האלופה המכהנת אתלטיקו מדריד וניצחה 1–0 מרגליו של מסי וזכתה באליפות השביעית שלה בתוך עשור. ברצלונה סיימה את העונה עם יחס שערים של 21:110, מסי שכבש 43 שערי ליגה, הפסיד את פרס הפיצ'יצ'י לכריסטיאנו רונאלדו, אך היה מלך הבישולים עם 19 כאלו, וזכה בפעם השישית בפרס השחקן והחלוץ המצטיין, לואיס אנריקה זכה בפרס המאמן הטוב ביותר ובראבו זכה בפרס זאמורה והשוער המצטיין, עם 19 שערים בלבד ב-37 משחקים. מסי זכה בעונה זו ב-25 פרסי איש המשחק מתוך 38 משחקים.
במקביל זכתה ברצלונה בהצלחות מסחררות בשאר המפעלים. בגביע המלך, ניצחה ברצלונה את הואסקה, אלצ'ה, אתלטיקו מדריד וויאריאל וזכתה בגביע לאחר ניצחון 3–1 על אתלטיק בילבאו בגמר שנערך -31 במאי 2015. בליגת האלופות, סיימה ברצלונה במקום הראשון בבית שכלל גם את פריס סן-ז'רמן ואייאקס, וניצחה את מנצ'סטר סיטי ופריס סן-ז'רמן בשמינית וברבע הגמר בהתאמה. בחצי הגמר, נפגשה ברצלונה עם באיירן מינכן, אותה אימן באותה עת פפ גוארדיולה. במשחק הראשון שנערך בקאמפ נואו, ניצחה ברצלונה 3–0 בדקות הסיום, לאחר צמד של מסי (ששערו השני היה מן היפים בקריירה שלו ונבחר לשער העונה על ידי אופ"א) ושער של ניימאר, ובמשחק השני הפסידה 2–3 שהספיק כדי לעלות לגמר. בגמר שנערך ב-6 ביוני 2015 התמודדה ברצלונה מול יובנטוס ובו ניצחה ברצלונה 3–1 משעריהם של ראקיטיץ', סוארס וניימאר, וזכתה בגביע בפעם החמישית והשלימה טרבל שני, הישג ראשון מסוגו בכדורגל האירופי ששוחזר פעם אחת בלבד לאחר מכן (באיירן מינכן ב-2020). מסי וניימאר סיימו כמלכי השערים (10, בצוותא עם כריסטיאנו רונאלדו), ומסי אף סיים כמלך הבישולים (6). בדרכה אל הגביע, ניצחה ברצלונה את אלופות אנגליה, גרמניה, איטליה, צרפת והולנד, הישג חסר תקדים, בנוסף לניצחונות במסגרת הליגה והגביע על אלופת אירופה ואלופת ספרד.
השלישייה ההתקפית של ברצלונה, מסי, סוארס וניימאר, כבשה בעונה זו לבדה 122 שערים בכל המסגרות וזכתה לכינוי הפופולרי MSN. מסי רשם 58 שערים ו-27 בישולים ב-57 הופעות בלבד, והפך במהלך עונה זו למלך השערים והבישולים של הלה ליגה בכל הזמנים (לאחר שעקף את 251 שעריו את טלמו זארה ו-105 בישוליו של לואיש פיגו).
עונת 2015/16.