A mediados de 2013, el Cardiff City, recientemente ascendido a la Premier League después de 51 años, logra el traspaso de Medel a cambio de 13 millones de euros. Su debut en competiciones europeas se produjo en los dieciseisavos de final de la UEFA Europa League frente al Oporto. A comienzos del año 2011, camiseta de estado unidos Boca volvió a recibir una oferta del Sevilla y Medel pidió que lo transfirieran para poder progresar en su carrera como futbolista profesional.
