El 1 de julio de 2013, el Atlético de Madrid recompra a Jiménez por una cantidad de 6.000.000 de euros firmando un contrato de 4 años para suplir la baja de Thibaut Courtois una vez finalizará su cesión desde el Chelsea, no obstante el club renovó el préstamo del cancerbero belga lo cual ocasionó su cesión por un año al Olympiacos de la Superliga griega con el cual se le asignó la dorsal 16.