В сезоне 2009/10 Монтойя выходил на поле в 22 матчах Сегунды В. В этом сезоне команда под руководством Луиса Энрике впервые вернулась в Сегунду после 11-летнего перерыва. 26 февраля 2011 года каталонец дебютировал в первой команде, он появился в матче чемпионате Испании против «Мальорки», заменив Адриано Коррейя, и провел на поле последние пять минут. Матч закончился победой «сине-гранатовыx» со счётом 3:0. В конце марта 2011 года появились слухи о переходе Монтойи в «Валенсию» за 3 миллиона евро. 30 апреля он впервые попал в стартовый состав «Барселоны» в матче против «Реал Сосьедада», но получил травму (перелом ключицы) на первых минутах матча и пропустил остаток сезона. В сезоне 2011/12 впервые появился на поле 12 января в матче Кубка Испании против «Осасуны». 25 мая из-за травмы Дани Алвеса вышел в стартовом составе в финале Кубка против баскского «Атлетика», в котором «каталонцы» разгромили соперника со счётом 3:0. 1 июня 2013 года забил свой первый гол за «Барселону» в матче с «Малагой» (4:1).