Al inicio de la temporada 2005-06, Rodríguez se mudó al Club Atlético de Madrid por un precio de transferencia de € 5.000.000, donde continuó registrando cifras consistentes. El 10 de noviembre de 2009, Rodríguez convirtió cuatro goles ante el Marbella en el partido de vuelta de la Copa del Rey, en la ronda de los 32, en una eventual victoria en casa por 6-0 (8-0 global). En su segundo año sufrió, junto a su compañero de equipo (y extremo) Martin Petrov, una grave lesión de rodilla (ligamento cruzado anterior), que lo limitó a sólo 10 partidos.
