Diego Godín trazó largo para que Diego Costa ganara de cabeza, enfilara al arco, dejara atrás a Raphael Varane y con un zapatazo a primer poste anotara el 0-1 de los rojiblancos.
Lejos de venirse abajo, el Madrid mostró categoría para de inmediato buscar el empate. Al 16´ Marcelo desbordó por izquierda y mandó el centro a primer poste para que con un fantástico remate de taco, Marco Asensio exigiera la tapada milagrosa de Jan Oblak para evitar el 1-1.
Diez minutos más tarde Gareth Bale se subió al "expreso de Cardiff" para dejar en el camino a Lucas Hernández y mandar un gran centro a segundo poste para que Karim Benzema de cabeza firmara el 1-1 del vigente tricampeón de la Champions League.
El Atlético de Madrid tardó un poco en asimilar el golpe recibido, que por poco le cuesta aún más caro tras un tiro de Asensio que pasó rosando el palo izquierdo de Oblak dramáticamente.
Previo al pitazo parcial Diego Godín quiso recuperar la ventaja para su equipo con un frentazo en tiro de esquina que terminó manso en las manos de Keylor Navas.
Los primeros compases del complemento carecieron de emoción alguna en la A. Le Coq Arena.
Fue hasta el 61´ cuando el juego se dinamitó a favor de los Merengues con un penalti por mano de Juanfran en un tiro de esquina. Sergio Ramos cobró con pausa incluida para el 2-1 del Madrid.
Diego Simeone no dudó y rápidamente ingresó a la cancha a Ángel Correa y Vitolo Machín para buscar el empate que llevase el juego a tiempos extras.
Al 79´ Marcelo se quedó reclamando un saque de banda y el Aleti madrugó para que Juanfran centrara por derecha y, en el rebote, Correa sirviera a Costa en el área chica para el 2-2.
Sobre la hora el Madrid lo pudo ganar con un centro de Bale e intento de tijera de Marcelo que no alcanzó a conectar adecuadamente para sentenciar el 2-2 en tiempo regular.
A diferencia de lo que ocurrió en el alargue de la final de la UCL del 2014, fue ahora el Atlético de Madrid quien asestó los golpes de nocaut para encaminar el título.
Al 98´ Ramos y Varane equivocaron una salida desde el fondo, Costa recuperó y filtró para Thomas Partey, que llegando a línea de fondo centró para que Saúl Ñiguez rematara de volea y concretara el 2-3.
Al 104´ Costa volvió a ser pesadilla para los Blancos, descargó en Vitolo y este de primera leyó el movimiento en el área de Koke, que de primera disparó de parte interna para el 2-4.
En los minutos finales del segundo tiempo extra Luka Modric trató de meterle nervio a la definición con un tiro mordido que Oblak atenazó sin dar rebote.
Atlético de Madrid conquistó la tercera Supercopa de Europa de su historia, tras las conseguidas en 2010 y 2012. Además el "Cholo" Simeone sumó su séptimo título con los Colchoneros en casi seis años en el banquillo.