Sosit la Atletico în 2006, când avea doar 17 ani, Diego Costa a disputat în total 215 meciuri oficiale în cele două perioade petrecute la clubul madrilen, reuşind 83 de goluri şi 36 de assist-uri.
Alături de Atletico Madrid, atacantul în vârstă de 32 ani a cucerit un titlu de campion naţional (2014), o Cupă a Spaniei (2013), trofeul Europa League şi două Supercupe ale Europei.
Diego Costa era legat prin contract de Atletico până în iunie 2021, însă solicitase anterior să fie lăsat să plece liber în această iarnă, din motive familiale, conform clubului spaniol, care a ţinut să-i ureze succes în următoarea etapă a carierei sale.
