Bốn bàn thắng của Ronaldo trong chiến thắng 7–1 trên sân nhà trước Celta de Vigo vào ngày 5 tháng 3 năm 2016 đã nâng tổng số bàn thắng của anh tại La Liga lên 252 bàn, trở thành cầu thủ ghi bàn nhiều thứ hai trong lịch sử giải đấu sau Messi. Anh lập một cú hat-trick vào lưới VfL Wolfsburg để giúp Real Madrid tiến vào bán kết Champions League. Cú hat-trick này đã nâng tổng số bàn thắng của anh tại giải đấu lên 16 bàn, giúp anh trở thành Vua phá lưới trong mùa giải thứ 4 liên tiếp ở Real Madrid và là lần thứ 5 trong sự nghiệp. Gặp vấn đề về thể lực, Ronaldo đã có màn trình diễn kém thuyết phục trong trận chung kết gặp lại Atlético, mặc dù anh đã thực hiện thành công lượt sút quyết định trong loạt luân lưu để mang về chức vô địch thứ 11 cho Madrid. Năm thứ sáu liên tiếp, anh kết thúc mùa giải với hơn 50 bàn thắng trên mọi đấu trường. Với những nỗ lực trong suốt mùa giải, anh lần thứ hai nhận được giải thưởng Cầu thủ nam xuất sắc nhất năm của UEFA.Ronaldo bỏ lỡ ba trận đấu đầu tiên của Madrid ở mùa giải 2016–17, bao gồm cả Siêu cúp châu Âu 2016 với Sevilla, khi anh phải hồi phục chấn thương đầu gối gặp phải trong trận chung kết Euro 2016 trước Pháp. Vào ngày 15 tháng 9, anh đã không ăn mừng bàn thắng từ quả phạt đền trong trận đấu với Sporting CP ở Champions League, Ronaldo sau trận đấu nói rằng "họ đã biến tôi trở thành một con người như hiện tại." Vào ngày 7 tháng 11, hợp đồng của anh đã được cập nhật lần thứ hai và được gia hạn thêm ba năm cho đến năm 2021. Vào ngày 19 tháng 11, anh lập một cú hat-trick trong chiến thắng 3–0 trước Atlético, giúp anh trở thành cầu thủ ghi nhiều bàn thắng nhất mọi thời đại trong trận derby Madrid với 18 bàn. Vào ngày 15 tháng 12, Ronaldo ghi bàn thắng thứ 500 trong sự nghiệp cho câu lạc bộ tại trận thắng 2–0 trước Club América ở bán kết FIFA Club World Cup 2016. Sau đó, anh lập một cú hat-trick trong chiến thắng 4–2 trước câu lạc bộ Nhật Bản Kashima Antlers tại trận chung kết. Ronaldo kết thúc giải đấu khi là vua phá lưới với bốn bàn thắng và cũng được vinh danh là cầu thủ xuất sắc nhất giải. Anh giành Quả bóng vàng 2016, lần thứ tư trong sự nghiệp và còn nhận được giải Cầu thủ nam xuất sắc nhất năm 2016 của FIFA, một sự hồi sinh của Cầu thủ xuất sắc nhất năm của FIFA kiểu cũ, nhờ vào thành công của anh khi cùng Bồ Đào Nha lên ngôi vô địch Euro 2016.
Bốn bàn thắng của Ronaldo trong chiến thắng 7–1 trên sân nhà trước Celta de Vigo vào ngày 5 tháng 3 năm 2016 đã nâng tổng số bàn thắng của anh tại La Liga lên 252 bàn, trở thành cầu thủ ghi bàn nhiều thứ hai trong lịch sử giải đấu sau Messi. Vào ngày 15 tháng 12, Ronaldo ghi bàn thắng thứ 500 trong sự nghiệp cho câu lạc bộ tại trận thắng 2–0 trước Club América ở bán kết FIFA Club World Cup 2016.