Durante la temporada 2017/2018 firmó un año perfecto con el Juvenil A del Club Atlético de Madrid obteniendo un triplete<ref>{{Cita web|url=https://eldesmarque.com/madrid/atletico-de-madrid/noticias-2/126604-triplete-historico-del-atletico-juvenil|fechaacceso=2019-04-04|sitioweb=eldesmarque.com}}</ref>nunca antes conseguido en la entidad colchonera. Salieron campeones del grupo V de [[División de Honor Juvenil de España|División de Honor Juvenil]], de la [[Copa de Campeones Juvenil de España]] y de la [[Copa del Rey Juvenil]].
Victor Mollejo debutó con el primer equipo del Atlético de Madrid durante la pretemporada de la temporada 2017/2018 con tan solo 16 años en un partido amistoso ante el [[Club Deportivo Leganés|CD Leganés]] el 12 de Agostoagosto de 2017 en el [[Estadio Municipal de Butarque]], convirtiéndose de esta manera en el primer jugador nacido en el siglo XXI en vestir la camiseta del primer equipo.<ref name=":0">{{Cita web|url=https://www.cuatro.com/deportes/victor-mollejo-atletico-madrid-canterano_0_2418150269.html|título=Victor Mollejo, el canterano de 16 años del Atlético que debutó ante el Leganés|fechaacceso=2019-03-22|fecha=2017-08-12|sitioweb=cuatro|idioma=es-ES}}</ref> Además de eso, también es el primer futbolista nacido en el nuevo siglo que marca un gol con el Atlético<ref>{{Cita web|url=https://www.marca.com/futbol/international-champions-cup/2018/07/30/5b5f130aca4741db158b45a3.html|título=Víctor Mollejo marca su primer gol con el Atlético de Simeone|fechaacceso=2019-03-22|fecha=2018-07-30|sitioweb=Marca.com|idioma=es}}</ref>. Lo hizo durante la pretemporada 2018/19 en un encuentro de la [[International Champions Cup]] ante el [[París Saint-Germain Football Club|Paris Saint-Germain]]. Mollejo hizo su debut en un partido oficial<ref>{{Cita web|url=https://www.mundodeportivo.com/futbol/atletico-madrid/20190119/454207470297/mollejo-joaquin-atleti-simeone-huesca-alcoraz.html|título=Mollejo, primer debutante del Atleti nacido en el siglo XXI|fechaacceso=2019-03-22|fecha=2019-01-19|sitioweb=Mundo Deportivo}}</ref>con el equipo de [[Diego Simeone|Diego Pablo Simeone]] el 19 de Eneroenero de 2019 ante [[SD Huesca]] en un encuentro de [[LaLiga Santander|LaLiga]] en el [[Estadio El Alcoraz|Estadio el Alcoraz]].
