Dopo una stagione dove tra l'altro è rigorista della squadra (segna 5 rigori su 5), il 1º luglio 2011 viene acquistato nuovamente dall'Atlético Madrid per 3 milioni di euro, lascia il club aragonese dopo quattro stagioni e 142 presenze. Con l'Atletico Madrid vince la Europa League nel 2011-2012, mentre nel 2012-2013 la Supercoppa Europea e la Copa del Rey. Nel 2014 si laurea campione di Spagna e disputa da capitano la finale di Champions League contro il Real Madrid. Ad agosto dello stesso anno Gabi e compagni incontrano nuovamente le "merengues" in Supercoppa di Spagna, stavolta vincendo.