Tras finalizar su contrato con el equipo turco, en 2012 fichó, tras largas negociaciones, por el Atlético de Madrid. El 31 de agosto de 2012 debutó con el club madrileño en la final de la Supercopa de Europa. Emre entró al campo en el minuto 87 sustituyendo a Radamel Falcao, autor de tres tantos. De esta manera, Emre consiguió su primer título como rojiblanco y su segunda Supercopa de Europa al vencer por cuatro a uno al Chelsea, campeón de la Champions League. El 7 de octubre debutó en la Primera División de España en la victoria por dos a uno ante el Málaga correspondiente a la séptima jornada. Emre asistió desde la banda a Radamel Falcao para que pusiera el uno a cero en el marcador.