Filipe Luis keerde in juli 2015 terug naar Atlético Madrid, waar hij ditmaal tekende tot medio 2019. De club betaalde circa €16.000.000,- voor hem aan Chelsea. Hij speelde opnieuw meer dan honderd wedstrijden voor de Spaanse club en voegde daarin de &lt;a href="UEFA%20Europa%20League%202017/18"&gt;Europa League 2017/18&lt;/a&gt; en de UEFA Super Cup 2018 aan zijn erelijst toe.