El Valencia es ahora tercero con 24 puntos tras su empate sin goles en casa con el Athletic (11º), mientras que el Atlético de Madrid sigue cuarto, con 23 unidades, después de caer en campo de la Real Sociedad.
El equipo vasco había comenzado la jornada en 19ª y penúltima posición y ascendió cuatro puestos, para colocarse 15º, una semana después de la destitución de su técnico Jagoba Arrasate.
Mario Mandzukic adelantó al Atlético de Madrid en el minuto 10, pero la Real Sociedad le dio la vuelta al marcador con tantos del mexicano Carlos Vela (15) e Imanol Aguirretxe (83).
El conjunto madrileño jugó con diez hombres casi todo el segundo tiempo al ser expulsado el lateral brasileño Guilherme Siqueira tras recibir dos tarjetas amarillas en tres minutos, tras sendas entradas a Xabi Prieto, en el 47, y Carlos Vela, en el 49.
El croata Mario Mandzukic había dado esperanzas al Atlético con su gol en el minuto 10, al rematar un centro desde la derecha de Raúl García, tras una jugada por esa banda en la que también intervino Juanfran Torres.