Μία ημέρα αφότου ο Ντιέγκο Κόστα γνωστοποίησε την πρόθεσή του να αποχωρήσει άμεσα από τους «ροχιμπλάνκος», επικαλούμενος προσωπικούς λόγους, οι δύο πλευρές συμφώνησαν και το «διαζύγιο» ήρθε φιλικά με την Άρσεναλ να φημολογείται ότι εξετάζει την απόκτηση του.
Ο Κόστα αγωνίστηκε σε 215 επίσημα παιχνίδια με τους Μαδριλένους, πέτυχε 83 γκολ και έδωσε 36 ασίστ. Εκτός από το πρωτάθλημα του 2014, κατέκτησε επίσης ένα κύπελλο Ισπανίας (2013), ένα Europa League (2018) και δύο Σούπερ Καπ Ευρώπης (2010 και 2018).