Inicios
Comenzó desempeñándose como guardameta, al igual que su hermano. Con siete años de edad se convirtió en delantero y comenzó a competir regularmente en el equipo de fútbol sala de su barrio, el Mario's Holanda. Torres afirmó que en esa etapa de su carrera los personajes de la serie de anime «Oliver y Benji» le sirvieron de inspiración. En 1995 con once años, se incorporó como alevín de primer año a la cantera del Club Atlético de Madrid, tras unas pruebas que realizó al ser seleccionado por los ojeadores del club rojiblanco, al haber marcado ese año 55 tantos. Posteriormente se convertiría en una de las leyendas del club madrileño.
Primera División
Torres debutó en Primera División el 1 de septiembre de 2002 en el Camp Nou en el empate a dos frente al Fútbol Club Barcelona correspondiente a la primera jornada de Liga. En la temporada 2002-03 Torres tuvo un mayor rendimiento y marcó 14 tantos en 29 apariciones; contribuyendo así a que el Atlético alcanzará la undécima plaza. Durante la temporada 2003-04 fue nombrado capitán del equipo. Formó pareja atacante con el delantero heleno Demis Nikolaidis y de nuevo volvió a mejorar los registros de la temporada anterior. Torres anotó 19 tantos en 35 partidos, con lo que se convirtió en el tercer máximo anotador del campeonato. El Atlético no alcanzó la clasificación para la Copa de la UEFA, y tuvo que conformarse con disputar la Copa Intertoto, lo que dio al delantero madrileño la oportunidad de estar en una competición europea.
Llegada triunfal
El primer partido con la camiseta del Liverpool se produjo durante el verano de 2007 en un amistoso ante el Werder Bremen, que concluyó con un marcador de 3-2 a favor de los reds. En otro amistoso que enfrentó al equipo inglés con el New Team asiático anotó su primer tanto con el club.
Campeón de la Liga de Campeones
En la siguiente temporada, en medio del escrutinio después de que declarara públicamente que sus compañeros de equipo eran «lentos», Torres se enfrentó al Bayer Leverkusen en la Liga de Campeones el 14 de septiembre de 2011, en donde dio dos asistencias de gol a David Luiz y a Juan Mata para que el Chelsea se llevara la victoria por 2-0. Tras esto, en el siguiente encuentro frente al Manchester United, cuatro días después, Torres volvió a anotar con el Chelsea en la derrota de su equipo por 3-1. En dicho encuentro, Torres tuvo la oportunidad de marcar un segundo tanto en el minuto 83 que hubiera significado el 3-2 en ese momento, aunque terminó mandando el balón a un lado de la meta. Torres marcó su tercer gol con el Chelsea en el siguiente partido de liga frente al Swansea City, abriendo el marcador en el minuto 29 en la victoria de su equipo por 4-1, aunque diez minutos después obtuvo su primera tarjeta roja en Inglaterra. Días después Torres anotó un doblete ante el KRC Genk en Liga de Campeones.
Campeón de la Liga Europa
El 14 de marzo de 2013, Torres convirtió el tercer gol en la victoria 3-1 en el partido de vuelta ante el Steaua de Bucarest en los octavos de final de la Europa League 2012/13, gol que significó la clasificación de los Blues a cuartos de final. Sin embargo, el Niño sufrió una fractura de nariz tras recibir una patada del defensor polaco Łukasz Szukała, por lo que tuvo que usar una máscara protectora durante las siguientes semanas. En cuartos de final también fue protagonista, le metió tres goles al Rubin Kazan en la eliminatoria, dos en casa y uno en Rusia. En semifinales no faltó tampoco a su cita con el gol y marcó el inicio de la remontada del Chelsea frente al Basilea. Y el 15 de mayo de 2013 ganó la UEFA Europa League también con gol suyo (59') con una curiosa celebración tal y como hacía "Kiko" Narváez y se convirtió en el único jugador junto a Juan Mata en ganar Mundial, Eurocopa, FA Cup, UEFA Champions League y UEFA Europa League.
Año con Mourinho
El 22 de abril de 2014 en la ida de la semifinal de la Champions League, Torres volvió después de siete años al estadio que le vio nacer, el Vicente Calderón y jugó contra su equipo de toda la vida, el Atlético de Madrid. Aunque el partido quedó 0-0, le hicieron una ovación al final del partido tanto los aficionados del Chelsea como los del Atlético de Madrid. A la semana siguiente se disputó la vuelta de la semifinal y entonces Torres, en la primera parte del partido, gracias a una jugada de Willian Borges da Silva y un posterior centro de César Azpilicueta, consiguió marcar al Atlético de Madrid. Fernando no celebró el gol por respeto al equipo de su infancia y pidió perdón a la afición por ello. Gracias a este tanto se convirtió en el primer futbolista español que marcaba en tres semifinales distintas de Champions League: 2008 cuando era jugador del Liverpool y 2012 y 2014 siendo jugador del Chelsea. Pese a este gol, el Atlético remontó el partido y se clasificó para la final dejando eliminado al Chelsea.
Vuelta al Atlético de Madrid
Como el plazo de inscripción de jugadores no se abrió en Italia hasta el 5 de enero, Torres no pudo volver a jugar con la camiseta rojiblanca hasta el 7 de enero en el partido de Copa del Rey frente al Real Madrid. En dicho partido Fernando fue titular y el Atlético de Madrid venció por dos a cero. Para Torres, esta era la primera victoria frente al Real Madrid vistiendo la elástica colchonera. En el partido de vuelta anotó un gol en cada parte antes de que se cumpliera el primer minuto en cada una. El partido finalizó empate a dos y el Atlético se clasificó para la siguiente ronda. Pese a que en el partido de vuelta de la siguiente eliminatoria frente al Fútbol Club Barcelona también marcó un gol antes de que se cumpliera el primer minuto que dejaba en ese momento la eliminatoria empatada, el Atlético de Madrid acabó perdiendo el partido por dos a tres y cayendo eliminado de la Copa por un total de dos a cuatro. En la Liga, el 24 de enero disputó su partido número 250 como rojiblanco. Saltó al campo en el minuto 80 sustituyendo a Mario Mandžukić con el marcador favorable al Atlético de Madrid por tres a uno frente al Rayo Vallecano. Finalmente, terminó disputando 19 partidos, 10 de los cuales como titular, y anotando tres goles que ayudaron a que el equipo terminara en tercera posición y consiguiera el objetivo de volver a clasificarse para jugar la Liga de Campeones la temporada siguiente.
El 6 de febrero de 2016, en el encuentro Atlético de Madrid-Sociedad Deportiva Eibar correspondiente a la 23.ª jornada de Liga, Fernando marca su gol número 100 en liga como colchonero. Así ponía fin a una sequía de casi 5 meses sin marcar. Curiosamente, su anterior gol lo marcó el 19 de septiembre de 2015, en la jornada 4, también contra el Eibar. Su gol número 105 lo marcaría contra el FC Barcelona en la ida de los cuartos de final de la Champions el 5 de abril de 2016.