Coba jelasin Dipinjamkan ke Atlético Madrid dari Thibaut Courtois dong

Pada 26 Juli 2011, Courtois bergabung dengan Atlético Madrid untuk kontrak peminjaman hingga akhir musim 2011–12. Ia diberikan kaus bernomor punggung 13, yang sebelumnya dipakai David de Gea.

Ia menjadi pilihan utama pada posisi penjaga gawang dengan tak kebobolan pada empat dari enam pertandingan awal La Liga. Pada 26 November 2011, Courtois menerima kartu merah pertama dalam karier profesionalnya setelah melakukan sebuah "pelanggaran orang terakhir" di kotak penalti pada pemain Real Madrid Karim Benzema. Atlético mengalami kekalahan 4–1 pada laga Derbi Madrid tersebut.

Courtois menjadi salah satu pemain kunci dalam keberhasilan Atlético meraih gelar juara Liga Eropa UEFA 2011–12. Ia tampil baik dan tak kebobolan pada kemenangan 3–0 atas tim La Liga lainnya Athletic Bilbao pada partai final, 9 Mei 2012, di Bucharest.

Pada 26 Juni 2012, Courtois kembali bergabung dengan Atlético untuk kontrak peminjaman hingga akhir musim 2012−13.