Completați următoarea frază: Mariano a fost promovat definitiv în echipa principală de managerul Zinedine Zidane la 20 august 2016, după o leziune la spate a atacatorului Karim Benzema. O săptămână mai târziu, Mariano și-a făcut debutul la seniori în timpul unei victorii cu 2 la 1 asupra lui Celta de Vigo, înlocuind-o pe Álvaro Morata în minutul 77. La 26 octombrie, din nou de pe bancă, a marcat primul său gol pentru "Merengues" pentru a încheia o victorie de 7 la 1 în fața Cultural y Deportiva Leonesa în Copa del Rey. În meciul de repriză, el a adăugat un hat-trick pentru o victorie totală de 13 la 2, inclusiv un gol de 23 de secunde care a fost cel mai rapid gol al echipei sale în competiție. Mariano a înscris primul său gol în top la 10 decembrie, egalizând într-o victorie de revenire de 3 la 2 acasă împotriva lui Deportivo de La Coruña. Mai târziu în aceeaşi lună, a făcut parte din echipa care a câştigat
Cupa Mondială de Cluburi FIFA 2016 din Japonia, dar nu a apărut în niciunul dintre meciurile Real Madrid. Mariano a jucat opt meciuri când Madridul a câștigat La Liga în 2016. El a jucat în echipa de rezervă când Madrid a câștigat Liga Campionilor UEFA 2016/17.