El Colchonero juntó méritos para justificar su victoria, aunque terminó consumándola agónicamente con el penal que Antoine Griezmann cambió por gol en el último minuto reglamentario.
Samu Lino abrió el marcador pasando los veinte minutos con su primer gol con Atlético de Madrid, recibiendo el precioso pase profundo de Koke para atacar al espacio y definir de zurda sobre Remiro.
Real Sociedad tuvo la pelota, la movió mejor, pero Atlético manejó los tiempos y tuvo las mejores chances.
Sin embargo la visita golpeó a quince del cierre en el Metropolitano, el capitán Mikel Oyarzabal rompió el soledad por carril central y sin oposición acomodó un gran remate sobre la portería de Oblak.
El 1-1 llenó de incertidumbre el tramo final, pero Atlético retomó la ventaja tras un claro penal sancionado por mano de Carlos Fernández sobre el remate de Griezmann.
El francés cobró la boleta con un sutil zurdazo cruzado, tenue pero seguro, que consumó el 2-1 final.
Quinto triunfo al hilo en todas las competencias para el Aleti del Cholo, que con 19 puntos quedó a cinco del líder Real Madrid.
Real Sociedad, que también hilvanaba cuatro victorias al hilo, se quedó con 15.