Arda, 9 Mayıs 2012 tarihinde Atletico Madrid'in Athletic Bilbao'yu 3-0 yendiği UEFA Avrupa Ligi finalinde forma giydi. Maçta ikinci golün asistini yapan Arda, Türkiye dışından bir kulüple Avrupa Ligi şampiyonluğu yaşayan ikinci Türk futbolcu oldu. 31 Ağustos 2012 tarihinde Atletico Madrid'in Chelsea'yi 4-1 yendiği UEFA Süper Kupa maçında da forma giyen Arda, Falcao'nun attığı üçüncü golün asistini yaptı. Arda'nın 90 dakika forma giydiği maç sonunda Atletico Madrid, Süper Kupa'nın da sahibi oldu. Atletico Madrid, ligde 2013-14 sezonunu şampiyon tamamlarken, Arda'nın sözleşmesi 2017 yılına kadar uzatıldı. Madrid kulübü, yıldız futbolcunun serbest kalma ücretini 41 milyon Euro olarak belirledi.