La trayectoria de Castillo en el Atlético de Madrid no se inició con buen pie, puesto que el desastroso inicio de liga del equipo (empate a cero en casa ante el Coruña, goleada ante el Real Unión de Irún 7-1 y derrota en casa ante Osasuna 1-5) dio lugar a que la Junta Directiva tomara medidas drásticas contra algunos componentes de la plantilla, entre ellos el propio Castillo quien fue sancionado con dos semanas de sueldo.
Si la temporada no comenzó bien, el final sería trágico. En el aspecto meramente deportivo el equipo colchonero no logró subir a Primera División como era su objetivo. El Atlético de Madrid terminó la liga en segunda posición, pero únicamente ascendía de categoría el campeón, que fue el Oviedo. Sin embargo, el momento más triste llegó en junio de 1933, fecha en la que falleció Fernando Vigueras, compañero de Castillo, en una comisaría de Argel.
Un suceso lamentable
Tras finalizar la temporada el Atlético de Madrid realizó una gira por el norte de África. Después de disputar varios partidos en Casablanca y Orán los expedicionarios llegaron a Argel, en donde se enfrentaron a una selección universitaria franco-argelina. Aquel encuentro acabó con el resultado de empate a tres.
La misma noche del partido cuatro futbolistas del Atlético de Madrid: Mendaro, Martínez, Vigueras y Castillo decidieron salir a pasar unas horas en una sala de baile de la ciudad. En su regreso al hotel, los futbolistas presenciaron una riña entre dos mujeres en plena calle y decidieron interponerse entre ellas para separarlas. En aquel momento llegaron al lugar varios policías de paisano que, sin identificarse, comenzaron a golpear a los jugadores quienes, a su vez, repelieron la agresión. Posteriormente llegaron más agentes, detuvieron a los cuatro futbolistas y los condujeron a las dependencias policiales. Una vez en comisaría, los policías identificaron a los detenidos como extranjeros y se ensañaron con Vigueras (que había sido quien había ofrecido una mayor resistencia) al que golpearon brutalmente hasta que, a consecuencia de la paliza, el jugador quedó tendido en el suelo del calabozo, falleciendo poco después.
Los detenidos quedan en libertad
Horas más tarde, Enrique Ocerín, directivo del Atlético de Madrid y delegado de la expedición, se personó en comisaría. Los mandos policiales le comunicaron que Vigueras había muerto y que sólo dejarían en libertad a los tres futbolistas detenidos (Mendaro, Martínez y Castillo) si firmaba un documento en el que reconocía que Vigueras había fallecido porque, accidentalmente, se había caído por una escalera y se había fracturado el cráneo. El directivo madrileño, ante las súplicas y los lloros de los jugadores, se vio obligado a firmar el documento para evitar males mayores.
La prensa española publicó en un principio la versión oficial de los hechos y tachó la muerte de Vigueras de ''desgraciado accidente'', pero una vez que la expedición del Atlético de Madrid regresó a España se dio a conocer la realidad de lo sucedido. Ocerín contó que firmó el documento bajo amenazas de muerte. El Ministerio de Estado español trasladó una enérgica protesta al francés que argumentó que, aunque la ciudad estaba bajo protectorado de este país, los policías eran nativos y por tanto ellos no podían responsabilizarse de sus actos. Por su parte los argelinos se escudaban en un documento oficial firmado por el jefe de expedición del Atlético de Madrid en el que éste reconocía que la muerte de Vigueras había sido un accidente.
Jugador del Real Murcia
Fernando Vigueras había sido jugador del Real Murcia en la temporada 1931/32. Fue el centrocampista más destacado del equipo durante esa campaña, lo que motivó que la directiva pimentonera mostrara un gran interés en renovar su contrato. Sin embargo, cuando ya se daba por hecha su continuidad, el futbolista decidió aceptar una oferta del Atlético de Madrid.
La semana anterior a su muerte se especulaba con su posible alineación para reforzar a un combinado murciano que iba a disputar un partido para homenajear al ex jugador pimentonero, Zamora. Fuensanta, novia de Fernando Vigueras, también era murciana.
En la campaña siguiente el Atlético Madrid sí logró el ascenso a Primera División. Los colchoneros finalizaron en segunda posición tras el Sevilla, pero la ampliación del número de equipos de la máxima categoría del fútbol nacional, de 10 a 12, posibilitó que ese año también ascendiera el segundo clasificado. Al final de la temporada 1933/1934, José Carlos Castillo abandonó el club rojiblanco y fichó por el Sabadell.