ตอร์เรส เริ่มต้นเป็นนักฟุตบอลกับอัตเลติโกเดมาดริด มาตั้งแต่ปี ค.ศ. 2001 เมื่อครั้งยังเป็นนักฟุตบอลฝึกหัด และมีแววว่าจะได้เป็นนักฟุตบอลที่มีชื่อเสียง จนกระทั่งสามารถขึ้นสู่ชุดใหญ่ของสโมสรได้ตอนอายุเพียง 17 ปี และได้รับตำแหน่งกัปตันทีมเมื่ออายุเพียง 19 ปี โดยลงเล่นให้กับอัตเลติโกเดมาดริดไปทั้งสิ้น 244 นัด ยิงประตูได้ 91 ประตู [3]