A mediados de 2006, camiseta boca junior Boca lo llevó a sus filas. Desde ese partido se convirtió en fijo en las convocatorias de la Selección colombiana durante las eliminatorias para Alemania 2006, para Sudáfrica 2010 y para Brasil 2014, quedando por fuera de la nómina que jugó el mundial de Brasil por una lesión en abril de 2014. Llevó el brazalete de capitán en varias ocasiones. La nueva indumentaria, creada por la marca de las tres tiras, presenta cambios significativos en comparación con el modelo anterior. Con el club mexicano consiguió su primer gol como profesional: el 4 de enero de 2013 anotó ante el Morelia el empate a dos de un partido que finalizó empate a tres. Campeonato PlanVital y el segundo en Colo Colo, pues ya había marcado un gol a Unión Española en la semifinal ida de la Copa Chile. En septiembre de 1935 se inauguró el campeonato infantil, y el conjunto logró el subcampeonato.
El partido de cuartos enfrentó a las selecciones de Colombia y Perú; que tras unos intensos 90 minutos, concluyó en la prórroga, perdiendo el conjunto colombiano por 0-2. Perea fue titular y jugó todos los partidos completos. Durante el verano de 2007 el Atlético de Madrid disputó una de las once finales a doble partido de la Copa Intertoto, competición a la que se había clasificado la temporada anterior al acabar en séptima posición en Liga. Ya en el mes de octubre, en vísperas del partido contra Boca Juniors, el arquero de Boca, Hugo Orlando Gatti, dijo en una entrevista que Maradona no era un mal jugador, pero los medios inflaban demasiado su importancia, y también lo tildó de «gordito». El 30 del mismo mes jugaron la denominada Copa Revancha contra su archirrival Independiente en Mar del Plata y tras empatar 0-0 serían campeones en penales por un dramático 8-7 después de que le atajara el penal a Nery Domínguez, Santiago Rosales cerró la llave marcando su penal. Además, el 25 de septiembre de 2011, en el partido correspondiente a la sexta jornada de Liga, Perea igualó los 288 partidos jugados por Jorge Griffa y posteriormente aumentó esta cifra hasta los 314 partidos convirtiéndose en el extranjero que más partidos ha jugado en la historia del Atlético de Madrid.
Jugaba como defensa central, su retiro se produjo en 2015. Fue el jugador extranjero que más partidos disputó con la camiseta de Atlético de Madrid hasta que fue superado por Diego Godín. Su debut como internacional se produjo el 20 de noviembre de 2002, en la derrota 0-1 con Honduras Amistoso jugado en San Pedro Sula. Santiago Pedro Sana fue uno de los fundadores del club y quien sugirió agregarle la palabra «Juniors» al nombre del club, a modo de homenaje al deporte inglés. «Chile 1963» (en inglés). De esta manera el Cruz Azul se proclamó campeón gracias al valor doble de los goles marcados fuera de casa. En dicha final que se disputó el 11 de abril de 2013, Perea fue titular y disputó el partido completo para ayudar a conseguir el empate a cero que a la postre, y gracias a la tanda de penaltis hizo alzarse al Cruz Azul como campeón del torneo. 2010, camiseta boca juniors luego de ser designado como el segundo mejor equipo del mundo tras el F. C. Barcelona. Celebra la historia del equipo Xeneize con la legendaria Camiseta Retro Local de Boca Juniors 2002, una prenda que rinde homenaje a los grandes logros del club y que ahora puedes tener en tu armario.
Durante esa misma temporada disputó un partido amistoso en el Estadio Vicente Calderón que hizo que los técnicos del Atlético de Madrid se fijaran en él. Ese año, durante el Torneo Metropolitano, en el partido contra Racing Club, una bengala disparada desde la tribuna de Boca impactó sobre un simpatizante racinguista, matándolo en el acto; el hecho determinó la clausura del estadio durante el resto del torneo y exacerbó desde entonces la clásica rivalidad entre ambos equipos. El primer partido fue una victoria por 3-1 ante el América de Cali, hacía 26 años que el equipo no le ganaba a este club en el estadio Pascual Guerrero. A lo largo de los ocho años que pasó en el club rojiblanco jugó 314 partidos, llegó a ser el segundo capitán del equipo y conquistaría dos Europa Leagues en 2010 y 2012 y una Supercopa de Europa en 2010. Junto a Pablo Ibáñez, formó una pareja de centrales recordada en su época. El 12 de mayo de 2010 Perea disputó la final de la Europa League, competición a la que había accedido el club tras su eliminación de la Liga de Campeones, ganando por 2 goles a 1 al Fulham. Antes de abandonar el club Perea tuvo tiempo de ganar una segunda Europa League.