Jabarkan Manchester City dari Sergio Agüero

Pada 28 Juli 2011, Manchester City mengonfirmasi penekenan kontrak durasi lima tahun oleh Agüero. Dilaporkan bahwa biaya yang dirogoh City untuk mendapatkannya sekitar £38 juta (€45 juta, $60 juta). Agüero melakoni debutnya untuk City pada 15 Agustus 2011 saat menang 4–0 atas Swansea City di ajang Liga Primer Inggris. Agüero masuk sebagai pemain pengganti pada menit 59 dan sembilan menit kemudian ia langsung mencetak gol pertamanya bagi klub. Ia juga menyodorkan sebuah assist untuk David Silva dan melengkapi pentas debutnya dengan gol keduanya pada injury time. 30 menit debutnya tersebut mendapat ulasan bagus dari para jurnalis sepak bola dan menyebutnya sebagai salah satu debut terbaik di persepak bolaan Inggris. Ia mencetak hat-trick pertamanya di Liga Primer ke jala Wigan Athletic. Pada 1 November, Agüero masuk dalam daftar nama calon pemenang FIFA Ballon d'Or.

Sepanjang musim debutnya, Agüero terus memeberikan konstribusi bagi klub dengan sumbangan golnya di berbagai pertandingan sampai menembus angka 20. Pada 4 Mei, Agüero dinobatkan sebagai Pemain Terbaik Manchester City musim tersebut dan gol pertamanya saat menang 6–1 atas Norwich juga dinobatkan sebagai "Goal of the Season".

Pertandingan penentuan di akhir musim - Manchester City 3-2 QPR

Lima kemenangan beruntun di liga membantu City memangkas defist 8 poin dari Manchester United dan unggul selisih gol. City kemudian harus melakoni partai terakhir menghadapi tim yang terancam degradasi, QPR. Karena hanya unggul selisih gol, City harus memenangkan pertandingan ini sambil berharap hasil yang tidak lebih baik didapat United saat bertandang ke markas Sunderland. Pablo Zabaleta memecah kebuntuan dengan golnya di menit 39 membawa City unggul 1–0, sementara Wayne Rooney juga mencetak gol di Stadium of Light membawa United unggul sampai babak pertama usai. Kemudian QPR berhasil menyamakan kedudukan pada menit 48 setelah kesalahan Lescott membuat Djibril Cissé mampu mencetak gol. Tak lama setelah itu, QPR harus bermain dengan 10 pemain setelah Joey Barton diusir dari lapangan karena menyikut Carlos Tévez. Kendati demikian, QPR mampu memberikan kejutan dengan membalikkan keadaan pada menit 66 lewat gol Jamie Mackie.

Harapan untuk meraih titel pun seketika menyusut. Namun City tak henti-hentinya menggempur tembok pertahanan QPR. Manajer Roberto Mancini memasukkan tambahan dua penyerang sekaligus, Edin Dzeko dan Mario Balotelli, berharap mampu menambah dua gol yang dibutuhkan untuk memenangi titel. Injury time tiba dan kemungkinan tambahan dua gol semakin jauh dari kenyataan. Hingga akhirnya gol penyama kedudukan hadir berkat tandukkan Edin Dzeko, memanfaatkan umpan sepak pojok David Silva, pada menit 91. Hal ini memberi City secercah harapan, dengan 4 menit tersisa dari lima menit injury time yang diberi wasit. Pada menit 94, Agüero memberikan operan ke Mario Balotelli yang masih berada di luar kotak penalti. Agüero pun kemudian belari merangsek ke dalam kotak penalti dan Mario Balotelli kembali memberikan operan kepada Agüero sambil terjatuh. Tak menyia-nyiakan kesempatan, Agüero menendang bola tersebut dan berhasil mencetak gol ke gawang yang dikawal Paddy Kenny, memastikan kemenangan dan titel bagi Manchester City. Gol Agüero tersebut membuat emosi di Etihad Stadium menjadi tak terkendali. Vincent Kompany menyatakan bahwa Agüero pun menangis pada saat tersebut.