Dos años más tarde, el sorteo vuelve a ser caprichoso y el Atlético de Madrid se volverá a ver las caras con el Bayer Leverkusen en los octavos de final de la Uefa Champions League. En el sorteo realizado en Nyom, el Atlético llegaba como primero de su grupo y se situaba en el bombo 1, correspondiente a los campeones de sus correspondientes grupos.

En el sorteo, el Atlético de Madrid podía quedar emparejado con el Manchester City del Kun Agüero, con el aliciente de la vuelta del argentino al Vicente Calderón; el Bayer Leverkusen, con la eliminación del conjunto alemán tras la tanda de penaltis con el gol definitivo de Juanfran Torres; el PSG, dirigido por Unai Emery; el Benfica, ex-equipo de Nico Gatián; y el Oporto, con dos rojiblancos como Óliver Torres y Diogo Jota.
Los de Simeone viajarán a tierras bávaras para jugar el partido de ida, que se disputará el 21 de Febrero del próximo año, 2017, en el BayArena. La vuelta, tres semanas más tardes, se disputará el 15 de Marzo en el Vicente Calderón. El resto de emparejamientos los han conformado los siguientes equipos: Manchester City – Mónaco, Real Madrid – Nápoles, Benfica – Borussia Dortmund, Bayern Munich – Arsenal, Oporto – Juventus, PSG – FC Barcelona y Sevilla – Leicester City.
