El tigre debutó en la Categoría Primera B de Colombia en el Lanceros Boyacá. Falcao debutó a los 13 años contra el Deportivo Pereira en su categoría , convirtiéndose en el jugador más joven en debutar en un torneo de fútbol profesional en Colombia. Tuvo un breve paso por las divisiones menores de Millonarios FC a los 14 años. Después de esta temporada, Falcao fue a probarse al Vélez Sarsfield pero finalmente continuaría haciendo su proceso de divisiones menores en River Plate.
El 18 de agosto de 2011 Radamel Falcao ficha para el Atlético de Madrid por una suma estimada en 40 millones de euros. Con este fichaje, Falcao se convirtió en la venta más cara de la historia en la Primera División de Portugal, es el jugador por el que el cuadro colchonero más dinero ha pagado y el colombiano por el que se dio más dinero. El lunes 22 de agosto de 2011, Falcao fue presentado ante su nueva afición en el estadio del club Vicente Calderón. Fue recibido por alrededor de 10.000 aficionados.
El 10 de septiembre, debutó con la camiseta rojiblanca en el partido correspondiente a la tercera jornada de liga, partido que finalizó con una derrota por uno a cero ante el Valencia. Su primer gol con el Atlético lo marco el 15 de septiembre de 2011 en el Estadio Vicente Calderón en la primera fecha de la UEFA Europa League contra el Celtic Football Club. Posteriormente, el colombiano se estrenó en la Liga española con un triplete frente al Racing de Santander en la 4ª jornada. En la siguiente jornada de la liga española, en el partido contra el Sporting de Gijón, el "Tigre" siguió demostrando su calidad al convertir dos tantos en la goleada 4-0 contra dicho equipo y llegando a los 6 goles en 4 partidos con su nuevo equipo. El 29 de septiembre, en el partido correspondiente a la segunda jornada de la fase de grupos de la Europa League que le enfrentó al Rennes y finalizó empate a uno, Falcao alcanzó la cifra de 200 partidos jugados como profesional. Después llegó una lesión de casi 1 mes, la cual no le permitió jugar ni en los partidos de eliminatoria con su selección ni las siguientes 2 jornadas de Liga, y por tanto, no pudo jugar en lo que seria su primer derbi madrileño contra el Real Madrid, en el cual el Atlético perdió 4-1.
Su retorno a la Liga fue contra el Rayo Vallecano, partido en el cual anotaría un gol y daría una asistencia. El 22 de diciembre jugó su primer partido de Copa del Rey con la camiseta del Atlético de Madrid en la derrota de su club frente al Albacete Balompié por cero a uno en la vuelta de los dieciseisavos de final. Con este resultado el Atlético de Madrid quedaba eliminado de la competición por un global de 3-1 ante un equipo de Segunda División B. El 21 de enero de 2012, Falcao consigue su segundo "hat-trick" con la camiseta rojiblanca en una goleada 0-4 ante la Real Sociedad. Eso hizo que el colombiano firmara la mejor primera vuelta de un futbolista del Atlético desde el año 1999.
El 6 de febrero de 2012, Falcao recibe del diario portugués A Bola el premio al mejor jugador de la temporada 2010/11 de Portugal al haber ganado la copa, la liga, la supercopa de Portugal y la liga Europa siendo a demás el goleador con 17 goles (18 contando el que hizo en la fase previa). El diseño del premio es similar al de el balón de oro que se entrega en una copa mundial de fútbol.
