El equipo volvió a quedar en tercera posición en el torneo nacional. Pero fue con la llegada del nuevo entrenador, Diego Pablo Simeone, cuando Juanfran se asentó en esa nueva posición convirtiéndose en pieza clave en la defensa del club colchonero. En esta temporada, Juanfran fue decisivo en dos partidos de la Liga de Campeones de los octavos de final contra el PSV Eindhoven. Gracias a esta victoria el Atlético de Madrid se clasificó para jugar la segunda final de su historia, en Lisboa frente al Real Madrid. Santiago Bernabéu en el partido de ida de los cuartos de final de la Copa del Rey frente al Real Madrid, finalizando el encuentro con una victoria para el club blanco por tres a uno.
En la Copa del Rey, el Atlético se clasificó para jugar la final el 17 de mayo de 2013 en el Santiago Bernabéu frente al eterno rival, el Real Madrid. Fue en ese club en el que consiguió su primer título, la Copa del Rey, enfrentándose con el Zaragoza en la final que se disputó en el Santiago Bernabéu. Filipe fue convocado para jugar la Copa América 2019 con Brasil. En dicha final, en la que Juanfran jugó como titular, conquistó su segundo título de Copa. Juanfran jugó la mayoría de partidos como titular en el lateral derecho solo perdiéndose aquellos en los que el entrenador consideró que debía descansar o en los que estuvo sancionado.
Juanfran disputó el partido completo incluyendo la prórroga a la que se llegó tras marcar Sergio Ramos en el descuento. «Traspaso de Juanfran al At. En la última jornada de Liga marcó en el Iberostar Estadio su primer gol con la camiseta del Atlético de Madrid frente al Mallorca consiguiendo la victoria tres a cuatro. El 15 de marzo de 2016, en el segundo partido, camiseta deportivo de la coruña 2020 tomó el penalti decisivo en la victoria por 8-7 en la tanda (0-0 en el global); siendo el héroe del pase a cuartos. El 28 de mayo de 2016, se proclama subcampeón de la Liga de Campeones por segundo año, tras perder de nuevo la final ante el Real Madrid en la tanda de penaltis.