Στις 4 Φεβρουαρίου του 2013 ο Ολυμπιακός ανακοίνωσε την πρόσληψη του Μίτσελ στην τεχνική ηγεσία της ομάδας, με τον Ισπανό να διαδέχεται τους Λεονάρντο Ζαρντίμ και Αντώνη Νικοπολίδη, που είχε αναλάβει υπηρεσιακός μετά την απομάκρυνση του Πορτογάλου.

Επί των ημερών του Μίτσελ οι Πειραιώτες έχουν κατακτήσει 2 Πρωταθλήματα και 1 Κύπελλο Ελλάδας, προκρίθηκαν στους "16" του Champions League 2013-14, ενώ μετρούν ορισμένες εντυπωσιακές νίκες απέναντι σε συλλόγους όπως οι Μάντσεστερ Γιουνάιτεντ, Μπενφίκα, Άντερλεχτ, Ατλέτικο Μαδρίτης και Γιουβέντους.

Ωστόσο ο Ισπανός τεχνικός δεν τα καταφέρνει εξίσου καλά στα εντός συνόρων ντέρμπι, με πιο πρόσφατο παράδειγμα την ήττα από τον ΠΑΟΚ στο Φάληρο για το ντέρμπι της εξ αναβολής 6ης αγωνιστικής της Super League.

Ο Μίτσελ έχει αντιμετωπίσει 4 φορές τον Παναθηναϊκό ως τεχνικός του Ολυμπιακού και μετράει 2 νίκες, 1 ισοπαλία και 1 ήττα απέναντι στο "τριφύλλι" με γκολ 3 υπέρ και 4 κατά.

Κόντρα στον ΠΑΟΚ έχει βρεθεί 6 φορές, με απολογισμό 2 νίκες, 1 ισοπαλία και 3 ήττες με συντελεστή τερμάτων 8 υπέρ και 6 κατά.

Το πρώτο ντέρμπι του Μίτσελ στον πάγκο του Ολυμπιακού ήταν με αντίπαλο την ΑΕΚ, όπου οι Πειραιώτες πανηγύρισαν τη νίκη με σκορ 3-0. Αυτή είναι και η μοναδική φορά που ο Ισπανός τεχνικός έχει αντιμετωπίσει τους "κιτρινόμαυρους" στην έως τώρα θητεία του στον "ερυθρόλευκο" πάγκο.

Συνολικά σε 11 αναμετρήσεις που έχουν τον χαρακτήρα του ντέρμπι, ο Ολυμπιακός με τον Ισπανό τεχνικό στο τιμόνι έχει ρεκόρ 5 νίκες, 2 ισοπαλίες και 4 ήττες, με συντελεστή τερμάτων 14 υπέρ και 10 κατά.

Όσον αφορά στον προηγούμενο Ισπανό τεχνικό του Ολυμπιακού, τον Ερνέστο Βαλβέρδε, σε 23 αγώνες έναντι Παναθηναϊκού, ΑΕΚ και ΠΑΟΚ, μετράει 11 νίκες, 7 ισοπαλίες και 5 ήττες.

Αναλυτικά τα αποτελέσματα του Ολυμπιακού στα ντέρμπι με Παναθηναϊκό, ΑΕΚ και ΠΑΟΚ, με τον Μίτσελ στον πάγκο του:

10/03/13 Ολυμπιακός - ΑΕΚ 3-0

31/03/13 Ολυμπιακός - ΠΑΟΚ 0-0

14/04/13 Ολυμπιακός - Παναθηναϊκός 1-1

02/11/13 Παναθηναϊκός - Ολυμπιακός 0-1

10/11/13 Ολυμπιακός - ΠΑΟΚ 4-0

02/03/14 Ολυμπιακός - Παναθηναϊκός 0-3

09/03/14 ΠΑΟΚ - Ολυμπιακός 2-1

02/04/14 Ολυμπιακός - ΠΑΟΚ 2-1 (Κύπελλο)

16/04/14 ΠΑΟΚ - Ολυμπιακός 1-0 (Κύπελλο)

26/10/14 Ολυμπιακός - Παναθηναϊκός 1-0

03/12/14 Ολυμπιακός - ΠΑΟΚ 1-2