La estrella que Van Nistelrooy admiró: «El fenómeno, Ronaldo»

Más adelante, en el mercado de invierno, llegarían Marcelo, Higuaín y Gago. Se hizo un gran grupo, que ganó dos Ligas consecutivas.

Marcó sus primeros goles en la segunda jornada de la Liga 2006-2007 . El Real Madrid visitó al Levante y en este partido el delantero consiguió su primer triplete de tantos. Destacamos el primero. El holandés recibió de espaldas a la portería, tras una buena combinación fuera del área, se giró y sacó un potente disparo cruzado imparable para el portero.

Van Nistelrooy vistió la camiseta blanca durante cuatro temporadas, en las que jugó 96 partidos, marcó 64 goles y ganó el Trofeo Pichichi en su primera campaña. Logró tres títulos: dos Ligas y una Supercopa de España.

En su primera campaña, el 12 de noviembre anotó los cuatro goles de su equipo ante el Osasuna. Ganó su primer título de Liga español ,con 76 puntos, los mismos que el Barcelona, y se adjudicó el Pichichi tras anotar 25 goles en 37 encuentros. Formó parte del once ideal de la temporada para L'Équipe, y tras anotar 14 goles en 14 encuentros batió el récord de Hugo Sánchez marcando en 7 partidos consecutivos.

Fue una campaña gloriosa. Jugó contra el Barcelona en el Camp Nou, donde hizo dos goles en el empate de su equipo, 3-3. Al final se quedó a un gol de la Bota de Oro, ya que en el último partido ante el Mallorca cayó lesionado a los pocos minutos de comenzar el encuentro. En la Liga de Campeones anotó seis goles en siete partidos, pero el equipo no pudo pasar de los octavos de final, eliminado por el Bayern Múnich.

En la siguiente temporada sufrió una lesión que le mantuvo fuera de los terrenos de juego durante gran parte de la temporada. En enero de 2008 firmó una extensión de su contrato hasta 2010. Reapareció tras operarse del tobillo anotando un gol ante el Barcelona en la victoria por 4-1. Finalizó con 16 goles en 24 partidos en Liga, y ayudó a su equipo a ganar el título. En la Liga de Campeones anotó cuatro goles en siete encuentros. Fueron eliminados en los octavos de final, ante el Roma. de final.

En agosto de 2008 se adjudicó la Supercopa de España ante el Valencia. El año anterior se le había escapado ante el Sevilla. Comenzaba su tercera campaña madridista. Pero el 13 de noviembre de 2008 el doctor estadounidense Richard Steadman, que ya trató su grave lesión de rodilla en el PSV Eindhoven, detectó, tras realizarle una artroscopia, que tenía afectados el menisco, el ligamento medio y el cartílago de su rodilla derecha, por lo que tenía que pasar por quirófano. Permaneció ocho meses de baja. Terminó la Liga con cuatro goles en seis partidos y el equipo acabó subcampeón. En la Champions anotó tres goles en cuatro encuentros.

Por fin, el 24 de agosto de 2009 volvió a pisar un terreno de juego después de casi un año parado. Fue en el trofeo Santiago Bernabéu, en el que el conjunto blanco venció 4-0 al Rosenborg. El 20 de septiembre de 2009 jugó su primer partido oficial tras la lesión, al ingresar en el terreno de juego sustituyendo a Cristiano Ronaldo a los 79 minutos del partido que les enfrentó al Jérez. Era la tercera jornada de Liga. Diez minutos después, en su único disparó a puerta del partido, anotó el quinto gol de los blancos, pero al apoyar la rodilla izquierda sobre el césped en el remate, sufrió una rotura en el cuádriceps que le tuvo nuevamente en el dique seco durante cinco semanas. Volvió a jugar el 27 de octubre de 2009, en el partido de ida de la Copa frente al Alcorcón, donde perdieron 4-0 . También disputó ocho minutos del partido de la Liga de Campeones ante el Milán.

Ya no era titular. Y quería jugar , porque deseaba estar con Holanda en el Mundial de Sudáfrica, el que Holanda perdería con España en la final . Por eso, decidió dejar el Real Madrid en enero de 2010. El 24 de enero de ese año, minutos antes del comienzo del choque ante el Málaga, saltó al terreno de juego y se despidió antes de partir a Alemania, pues había firmado un contrato de año y medio con el Hamburgo. Florentino Pérez y Jorge Valdano le otorgaron un trofeo en su adiós, además de recibir la ovación de los aficionados del equipo blanco en el Bernabéu. Higuaín, Benzema, Ronaldo y Raúl le habían dejado sin opciones.

Su primera campaña fue inolvidable. Delantero alto, 190 centímetros de estatura, Van Nistelrooy tenía el gol en la cabeza. Cristiano, Karim, Raúl y Gonzalo «cerraron» su sitio en el Real Madrid. La competencia para jugar arriba era muy grande, tenía 33 años y las lesiones perjudicaron mucho al holandés.