Em 2016, após a demissão de Rafa Benítez, Real Madrid anunciou Zidane como novo treinador. Assim começaria uma das eras mais vitoriosas do Real Madrid, com grandes títulos sendo conquistados. Com um belo trabalho dentro de campo, conseguiu conduzir a equipe até a final da Liga dos Campeões de 2015-16 onde enfrentou o arquirrival Atlético de Madrid, na qual o Real Madrid empatou no tempo regulamentar e venceu nos pênaltis , assim conquistando a Undécima no San Siro em Milão na Itália. Logo após conquistou a Supercopa da Uefa de 2016, na qual derrotou o Sevilla e se sagrou campeão. Conquistou a Copa do Mundo de Clubes da FIFA de 2016 no qual enfrentou o Kashima Anlters na final e sagrou-se campeão ao vencer por 4x2. Com a gloriosa campanha na La Liga de 2016-17 foi campeão e conquistou assim o 33° título do Campeonato Espanhol. Também na mesma temporada , conquistou a Liga dos Campeões de 2016-17 com uma bela campanha eliminando Bayern Munchen e Atlético de Madrid nas fases eliminatórias e derrotando a Juventus na final por 4x1 e assim conquistando a Duodécima no Millenium Stadium em Cardiff no País de Gales. Iniciando a temporada de 2017/18, conquistou a Supercopa da UEFA de 2017 derrotando o Manchester United por 2x1 e logo em seguida conquistou a Supercopa da Espanha de 2017 , derrotando o rival Barcelona por 5x1 na soma do placar agregado. Sagrou-se campeão da Copa do Mundo de Clubes da FIFA de 2017 após derrotar o Grêmio por 1x0. Conquistou também a Liga dos Campeões de 2017-18, chegando assim ao seu décimo terceiro título, após bater o Liverpool por 3x1 no estádio Olímpico em Kiev na Ucrânia. Após a conquista, Zidane encerra seu ciclo como treinador do Real com uma passagem bastante vitoriosa, ganhando 11 títulos como treinador da equipe.