Sezon 2010/2011 Ten sezon był najbardziej udany dla Argentyńczyka w barwach Atlético. Po raz pierwszy zdobył 20 ligowych bramek w jednym sezonie.11 grudnia rozegrał spotkanie przeciwko Deportivo La Coruña, w którym strzelił dwa gole. Był to 300 mecz Kuna, biorąc pod uwagę występy w Independiente, Atlético i w reprezentacji Argentyny. 4 stycznia 2011 przedłużył umowę z klubem z Vicente Calderon, a dzień później został wybrany drugim kapitanem zespołu. Pomiędzy marcem a majem 2011 wpisał się na listę strzelców w siedmiu kolejnych spotkaniach, czego nie osiągnął w tamtym sezonie żaden inny zawodnik w Europie. 30 kwietnia zdobył 98 gola dla „Rojiblancos” co pozwoliło mu awansować do Top 10 strzelców w historii klubu. 21 maja ustrzelił swój pierwszy hat trick w Primera División, w meczu przeciw Mallorce, wygranym 3:4. Druga bramka Argentyńczyka w tym meczu, była również jego 100 trafieniem w koszulce Atlético, biorąc pod uwagę wszystkie rozgrywki. 23 maja ogłosił na swojej stronie pragnienie odejścia z klubu i prośbę o pozwolenie na transfer. Przez dwa miesiące krążyły pogłoski o nowym zespole Kuna. Wymieniało się m.in. Juventus F.C., Barcelonę i Real Madryt. W końcu, 28 lipca Agüero stał się graczem Manchesteru City, podpisując kontrakt na 6 lat, w wysokości 9 milionów euro rocznie.