O 27 de setembro, Valverde marcou o primeiro gol do Real Madrid na tempada 2020/21 contra o Betis na Liga.
en un eventual 3×2 vitoria e foi elixido como o 'Rei do partido'. Este foi tamén o seu 50o partido de La Liga para Los Blancos. Un mes despois, o 24 de outubro, Valverde marcou contra o FC Barcelona no Camp Nou en só cinco minutos nunha eventual vitoria de liga por 3 a 1. Valverde converteuse no segundo uruguaio en marcar no El Clásico (despois de Luis Suárez) e o primeiro para o Real Madrid. Unha semana despois Valderde marcou de novo, contra o Huesca nunha vitoria de liga de 4 a 1 no Estadio Alfredo Di Stéfano. Este foi o seu terceiro gol da tempada, o que significa que xa marcou máis esta tempada que a totalidade da campaña anterior.