Zur &lt;a href="Primera%20Divisi%C3%B3n%202015/16"&gt;Saison 2015/16&lt;/a&gt; wechselte Carrasco in die spanische Primera División zu Atlético Madrid. Er unterschrieb einen Fünfjahresvertrag mit einer Laufzeit bis zum 30. Juni 2020. Am 30. August 2015 kam er beim 3:0-Auswärtssieg gegen den FC Sevilla zu seinem ersten Ligaeinsatz. Sein erstes Tor erzielte er am 18. Oktober 2015 im Auswärtsspiel bei Real Sociedad zum 2:0-Endstand. Am 28. Mai 2016 erzielte er im Endspiel der &lt;a href="UEFA%20Champions%20League%202015/16"&gt;UEFA Champions League 2015/16&lt;/a&gt; gegen Real Madrid den Treffer zum 1:1 und verlor mit Atlético anschließend im Elfmeterschießen. In der &lt;a href="UEFA%20Europa%20League%202017/18"&gt;Spielzeit 2017/18&lt;/a&gt; gewann Carrasco mit Atlético die Europa League.