Efter to pointtab i træk i La Liga fik den spanske storklub indledt CL-gruppespillet med en sejr på udebane.
Atlético Madrid har fået en problemfyldt start i La Liga med kun fem point i de første fire kampe, men tirsdag var der opmuntring til den spanske fodboldklub.
Cheftræner Diego Simeones tropper indledte Champions League-gruppespillet med at vinde 2-1 ude over Monaco.
Franskmændene kom ellers foran, da Samuel Grandsir scorede til 1-0 efter 18 minutter.
Cirka et kvarter senere fik Atlético Madrid, der i sidste sæson vandt Europa League, udlignet efter et samarbejde mellem Antoine Griezmann og Diego Costa.
Den franske VM-guldvinder spillede bolden frem til sin spanske angrebskollega, der udlignede til 1-1.
Sejrsmålet faldt kort før pausen.
Koke sendte et hjørnespark ind i hovedet på José Gimenez, der headede bolden i mål til 2-1.
Der blev ikke scoret yderligere, og dermed topper Atlético Madrid gruppe A med tre point.
Det samme har Borussia Dortmund i samme gruppe efter en sent tilkæmpet 1-0-sejr ude over belgiske Club Brugge.
Christian Pulisic blev matchvinder for tyskerne cirka fem minutter før tid.
Dortmund var uden skadede Thomas Delaney og Jacob Bruun Larsen.
I gruppe D vandt tyrkiske Galatasaray trods en udvisning til sidst med 3-0 hjemme over Lokomotiv Moskva fra Rusland.
I samme gruppe spillede tyske Schalke 04 1-1 hjemme mod FC Porto fra Portugal.