Au début de la saison 2006-2007, Fleury et les Penguins voient arriver de nouveaux joueurs dans l'effectif dont les choix de première ronde de l'équipe : Ievgueni Malkine, choisit en 2004 et Jordan Staal en 2006. La saison débute bien pour les Penguins puisque Fleury arrête les quarante tirs des Flyers de Philadelphie pour un blanchissage 4-0. À la fin de la saison, il totalise quarante victoires, le deuxième plus haut total de victoires pour un gardien des Penguins après les quarante-trois victoires de Tom Barrasso en 1992-1993. Il décroche plusieurs records des Penguins : le plus grand nombre de parties jouées en une saison avec soixante-sept rencontres ainsi que le plus grand temps de jeu sur la saison avec minutes sur la glace. L'équipe des Penguins parvient pour la première fois aux séries éliminatoires depuis 2001 mais ils perdent au premier tour contre les Sénateurs d'Ottawa 4 matchs à 1 alors qu'Ottawa atteint par la suite la finale de la Coupe Stanley.