A Real Madrid CF 2016–2017-es szezonja a klub 113. idénye volt, amely 2016. július 1-jétől 2017. június 3-ig tartott, és sorozatban a 86. szereplésüket jelentette a spanyol első osztályban. A nyári átigazolási időszakban Álvaro Moratát 30 millió euróért visszavásárolták a Juventustól, míg Jesé a PSG-hez, Cserisev pedig a Villarrealhoz igazolt. A csapat 2016. augusztus 9-én hosszabbításban 3–2-re legyőzte a Sevillát az UEFA-szuperkupáért, majd a bajnokságban rekordot jelentő, 16 mérkőzésből álló győzelmi sorozattal kezdett. A szezon folyamán Cristiano Ronaldo mesterhármast szerzett az Alavés és az Atlético Madrid ellen is, míg Sergio Ramos a hajrában szerzett góljaival döntetlent mentett a Barcelona ellen (1–1), és a 92. percben győztes találatot jegyzett a Deportivo ellen (3–2). A Bajnokok Ligájában a Dortmund ellen kétszer is 2–2-es döntetlent játszottak, a Legia Warszawa ellen pedig drámai 3–3-at, de a Sporting elleni győzelmekkel magabiztosan jutottak tovább. Összességében a Real Madrid rendkívül látványos támadójátékkal és a hajrában mutatott bravúrokkal vívta ki magának a szezon egyik legmeghatározóbb csapatának szerepét.