La stagione 2017-2018 è la prima senza Luis Enrique dopo tre anni; al suo posto viene scelto Ernesto Valverde, proveniente dall'Athletic Bilbao, il cui ingaggio è ufficiale il 29 maggio 2017.
Il 3 agosto 2017, dopo settimane di speculazioni, viene ufficializzata la cessione di Neymar al Paris Saint-Germain[1]; il club francese paga la clausola di rescissione da 222 milioni di euro prevista nel contratto dell'attaccante brasiliano, compiendo l'acquisto più costoso nella storia del calciomercato.[2] Quanto al mercato in ingresso, i blaugrana investono l'ingente somma ricavata dalla cessione di Neymar con gli arrivi del terzino portoghese Nélson Semedo, del centrocampista brasiliano Paulinho e in attacco del giovane francese Ousmane Dembélé, quest'ultimo prelevato dal Borussia Dortmund per l'astronomica cifra di 105 milioni di euro più bonus di 40 milioni: si tratta del secondo acquisto più costoso nella storia della Liga dopo quello dell'attaccante brasiliano Philippe Coutinho, prelevato sempre dal Barcellona, nel mercato di gennaio 2018, per 160 milioni di euro, versati al Liverpool. Si registra anche il ritorno del giovane attaccante Gerard Deulofeu, per il quale il club catalano esercita il diritto di riacquisto, fissato a 12 milioni di euro.
La stagione non inizia nel migliore dei modi per il Barça privo di Neymar, che perde la doppia sfida valevole per la Supercoppa di Spagna contro il Real Madrid (1-3 al Camp Nou e 0-2 al Bernabeu). La squadra si riprende subito in campionato: trascinati dai gol di Messi e Suàrez, i blaugrana monopolizzano il torneo, mettendo in fila sette vittorie nelle prime sette giornate e prendendo la testa solitaria della classifica. Nel girone di andata la compagine catalana totalizza ben 51 punti su 57 disponibili, frutto di 16 vittorie e 3 pareggi. Tra le tante vittorie, spicca il netto 0-3 ottenuto al Santiago Bernabéu nel Clásico, alla diciassettesima giornata, il 23 dicembre 2017, prima della sosta natalizia: battendo il Real Madrid per 3-0, i ragazzi di Valverde spediscono i blancos a -11 dalla vetta della classifica. La marcia del Barcellona prosegue nel girone di ritorno, seppur rallentata da alcuni pareggi. Il Barça riesce a tenere a debita distanza le sue rivali, su tutte l'Atlético Madrid che, alla trentaduesima giornata, accusa un distacco di 11 lunghezze, mentre il Real Madrid, detentore della Liga, è al terzo posto, a -15 dai blaugrana.
Il 15 aprile 2018, in occasione della vittoriosa sfida al Camp Nou contro il Valencia, i catalani stabiliscono il nuovo record di imbattibilità nella Liga con 39 giornate senza subire sconfitte, infrangendo il vecchio record di 38 match di imbattibilità stabilito dalla Real Sociedad nel 1980.
La certezza aritmetica della vittoria del campionato giunge il 29 aprile, in occasione della trentacinquesima giornata. Gli uomini di Valverde affrontano il Deportivo La Coruña in trasferta e si impongono con il punteggio di 4-2, grazie ad una tripletta di Messi, sempre più leader della classifica dei cannonieri della Liga, e ad un gol del brasiliano Coutinho. La vittoria causa anche la retrocessione del Deportivo in seconda serie. Conquistato il titolo di Campione di Spagna grazie al successo in Galizia, per il Barcellona le ultime gare sono poco più che amichevoli, anche se i blaugrana si pongono l'obiettivo di chiudere il campionato senza subire sconfitte. Alla penultima giornata, però, il Barça incappa in uno stop sul campo del Levante (5-4). Di conseguenza, dopo 43 giornate di imbattibilità, record assoluto nella storia della Liga, i catalani subiscono la loro prima e unica sconfitta in campionato. Per la quinta volta Lionel Messi si aggiudica il Trofeo Pichichi, dopo aver realizzato 34 gol in campionato, un risultato che gli consente di conquistare anche la quinta Scarpa d'Oro della sua prestigiosa carriera. Decisivo è anche l'apporto del centravanti uruguaiano Suárez, autore di 25 gol nella Liga.
Il cammino in Champions League del Barça si arresta, per il terzo anno di fila, ai quarti di finale. Nella fase a gironi i catalani sono inseriti nel gruppo di Juventus, finalista perdente della precedente edizione del torneo, Olympiacos e Sporting Lisbona. La compagine di Valverde domina il girone totalizzando 14 punti, frutto di 4 vittorie e 2 pareggi e non subisce neanche un gol. Agli ottavi di finale è il club inglese Chelsea di Antonio Conte ad opporsi ai blaugrana. Dopo l'1-1 maturato a Stamford Bridge, nel match di ritorno il Barça batte 3-0 gli inglesi grazie ad una doppietta di Messi e al gol di Dembélé. Ai quarti di finale l'avversario da affrontare è la Roma. Nel match di andata, disputato al Camp Nou il 4 aprile 2018, i blaugrana rispettano a pieno i favori del pronostico, sconfiggendo i giallorossi con un netto 4-1. Il match di ritorno sembra una semplice formalità per i catalani, invece accade l'incredibile. Il 10 aprile 2018, all'Olimpico, i giallorossi riescono a ribaltare l'1-4 dell'andata con un inopinato 3-0. A segno per la Roma il centravanti bosniaco Džeko, il capitano Daniele De Rossi, il quale trasforma un penalty, e il difensore centrale greco Manōlas. Di quest'ultimo il gol che, in virtù della regola dei gol fuori casa, decreta la clamorosa qualificazione alle semifinali della Roma dopo 34 anni. Per il Barça sfuma dunque l'occasione di centrare per la terza volta il triplete.
In Coppa del Re il Barça giunge in finale per la quinta volta nelle ultime cinque edizioni della manifestazione: il 21 aprile 2018, battendo per 5-0 il Siviglia, i blaugrana si aggiudicano la coppa nazionale.
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