El croata Nikola Kalinic adelantó al Atlético con un remate cruzado a pase de Antoine Griezmann (26), antes de que el francés hiciera el 2-0 de penal (45+1).
Fernando Calero recortó con un cabezazo al saque de un córner (57) y en otro saque de esquina Saúl Ñíguez marcó en su propia puerta (63) poniendo las tablas en el marcador, pero en el 80 Griezmann hacía el 3-2 definitivo.
El Atlético, que acumula trece partidos en Liga sin perder, se dedicó principalmente a contener a un Valladolid voluntarioso, que sólo fue contundente en los primeros quince minutos de la segunda parte en que marcó sus dos goles.
Antoine Griezmann: 'Todavía puedo mejorar'
Los rojiblancos se quedan segundos a la espera de lo que haga el Sevilla (3º) el domingo contra el Girona (10º).
Antes, el Getafe (5º) ganó 1-0 a la Real Sociedad (13º) metiéndose en puestos europeos.
Jorge Molina hizo el gol del Getafe con globo (3) en un partido en el que, tras el gol, el equipo vasco fue de menos a más hasta dominar el encuentro, pero sin lograr encontrar el gol del empate.
La victoria, la segunda en los últimos tres partidos del Getafe, permite al equipo madrileño meterse en puestos de Europa League a dos puntos del cuarto, el Real Madrid, que este sábado recibe al Rayo Vallecano.
La Real Sociedad, en cambio, sigue en la parte baja, a solo cinco puntos del Athletic de Bilbao, que marca los puestos descenso.
El viernes, el Celta de Vigo (9º) y el Leganés (16º) empataron (0-0) en el primer partido de la fecha liguera.
