O jogador foi promovido das categorias de base do Universidad Católica e estreou entre os profissionais em 2006. Medel foi um dos jogadores fundamentais para a conquista do terceiro lugar do Chile na Copa do Mundo Sub-20 de 2007, onde começou a chamar atenção de olheiros juntamente com seus outros notáveis companheiros de time como Arturo Vidal, Alexis Sánchez, entre outros.