O técnico foi contratado pela diretoria ainda em 2011, no encerramento de uma temporada conturbada para o Tricolor. Ele foi apresentado no dia 5 de dezembro e, na primeira coletiva, pediu um time rápido e compacto. "O Grêmio vive um momento de transição. Não foi um ano bom em termos de resultados e há uma necessidade de mudança”, analisou, ressaltando a satisfação de estar no Tricolor: “Não vai faltar vontade”, prometeu na época.
Caio Júnior, que havia passado pelo Grêmio como jogador, disse que realizava o sonho de ser treinador do clube que o projetou. “Eu tinha um projeto de um dia treinar o Grêmio. Eu me sinto num momento ideal da minha carreira”, continuou ele, que mesmo assim não esperava por tranquilidade no cargo: “Treinador vive de resultados”. Na apresentação, no dia 4 de janeiro, Caio Júnior exigiu do grupo de jogadores um time competitivo e alegre nos treinamentos.
Com o ataque titular já contratado, a principal preocupação de Caio Júnior estava centralizada na defesa. A nova lesão de Sorondo, que chegou a reforçar o Grêmio, dificultou a montagem da equipe. O técnico ainda indicou a contratação do volante Léo Gago, o que lhe deu a oportunidade em ensaiar um Tricolor com três volantes em campo. A alternativa, no entanto, foi descartada pelo treinador, que preferia contar com dois meias. O time iniciou a sua trajetória no Campeonato Gáucho com uma derrota surpreendente para o Lajeadense, dentro do estádio Olímpico. O resultado foi minimizado por se tratar de uma estreia, com os atletas recém saídos da pré-temporada na Serra gaúcha.
Com a vitória sobre o Canoas por 3 a 1, o Grêmio parecia que iria entrar nos trilhos, mas uma nova derrota, dessa vez para o Juventude, semeou a desconfiança no estádio Olímpico. O triunfo magro sobre o São Luiz não empolgou e evidenciou a necessidade de melhora para o Gre-Nal que se avizinhava. O clássico, disputado na casa gremista contra os reservas do Inter, seria a retomada ideal para um time que ainda buscava uma identidade na temporada. O empate em 2 a 2 com o Colorado foi considerado como uma derrota porque o time titular estava em campo e mesmo assim não conseguiu superar o arquirrival.
Em seguida, as vitórias sobre Ypiranga e Santa Cruz não amenizaram o resultado no clássico. A diretoria e a torcida cobravam um rendimento melhor do time de Caio Júnior, ainda que o segundo triunfo tenha sido obtido através de goleada por 4 a 1 no Olímpico. A campanha irregular na Taça Piratini ficou ainda pior com a derrota para o São José, no último sábado. O calor e o gramado sintético prejudicaram o desempenho dos jogadores. No entanto, a direção não pareceu sensibilizada com as dificuldades optou pela saída do técnico após 77 dias de trabalho.
