Seu pensamento parece ser isso porque você estava voando de um país no Área Schengen para outro país na área de Schengen, você realmente não estava "saindo" de Schengen; portanto, não deveria ter recebido um carimbo de saída.
Isso seria absolutamente correto - se você estivesse pegando um voo que foi diretamente da Espanha para a Grécia ou passou por outro país da região de Schengen (por exemplo, Espanha -> Alemanha -> Grécia).
No entanto, a Turquia NÃO está na área de Schengen. Assim, seu voo fez com que você partisse da área de Schengen enquanto voava para a Turquia e depois entrasse novamente quando chegasse à Grécia. Isso é verdade mesmo se você estivesse em trânsito na Turquia e não tivesse entrado no país - depois de passar pela imigração na Espanha, considera-se que deixou o espaço Schengen.
Com apenas um visto de entrada, não é possível pegar esse voo. Sua "entrada única" foi usada quando você entrou no Schengen pela primeira vez. Voar para um país que não seja Schengen (por exemplo, Turquia) e depois voltar exigiria um visto, e você não possuía um que ainda fosse válido, por isso foi recusado corretamente.
Presumindo que os dois vôos tenham sido reservados no mesmo bilhete, a companhia aérea na Espanha não deveria permitir que você pegasse o vôo para Istambul, pois não possuía os documentos corretos para toda a viagem - no entanto, no final do dia, a responsabilidade por ter os documentos corretos cabe ao viajante.