Daha sonra Galatasaray’a dönen ve oldukça başarılı bir sezon geçiren Arda Turan, 2011 yılının Ağustos ayında, €12.000.000 bonservis ücreti karşılığında İspanyol kulübü Atlético Madrid'e transfer oldu. Bu bonservis bedeli Türkiye'den yurt dışına transfer olan en pahalı Türk futbolcu olmasını sağladı. 6 Temmuz 2015 tarihinde €34 milyon bonservis bedeli ile Barcelona'ya transfer oldu. Turan, 6 Ocak 2016 tarihinde Espanyol ile oynanan Copa del Rey maçıyla birlikte Barcelona'daki ilk resmî maçına çıktı. Burada çeşitli kulvarlarda toplam 55 karşılaşmaya çıktı ve 15 gol kaydetti. Barcelona'da 2015 yılında UEFA Süper Kupası ve FIFA Kulüpler Dünya Kupası, 2015-2016 sezonunda La Liga ve Copa del Rey, 2016 yılında da Supercopa de España şampiyonlukları yaşadı.