Его дебют за «Атлетико Мадрид» произошёл в матче против «Витории Гимарайнш» 25 августа 2011 года в рамках ответного матча 4-го квалификационного раунда &lt;a href="%D0%9B%D0%B8%D0%B3%D0%B0%20%D0%95%D0%B2%D1%80%D0%BE%D0%BF%D1%8B%20%D0%A3%D0%95%D0%A4%D0%90%202011/2012"&gt;Лиги Европы УЕФА 2011/12&lt;/a&gt;. Куртуа провёл на поле все 90 минут и сохранил счёт «сухим», «Атлетико Мадрид» победил со счётом 4:0. В чемпионате Испании Куртуа дебютировал в 1-м туре 28 августа 2011 года, выйдя в стартовом составе на матч с «Осасуной», который закончился нулевой ничьей. Куртуа начал сезон в Испании очень хорошо, проведя пять «сухих» матчей в первых семи турах Примеры против «Осасуны», сантандерского «Расинга», хихонского «Спортинга», «Севильи» и «Гранады». 26 ноября 2011 года в матче мадридского дерби против «Реала», Куртуа, на 21-й минуте матча был удалён с поля за фол последней надежды против Карима Бензема. 31 августа 2013 года «Атлетико» сразился с «Челси» в рамках Суперкубка УЕФА. Испанский клуб праздновал разгромную победу 4:1.