Papaloukas ebbe modo di rifarsi tra la tarda estate del 2005 e la primavera del 2006. Ai Campionati europei di Belgrado portò la Grecia al suo secondo titolo continentale dopo quello del 1987 con due prestazioni positive nella semifinale contro la Francia e nella finale contro la Germania. In semifinale la squadra greca era sotto di 7 punti a 47 secondi dalla fine; Papaloukas e Nikos Zīsīs guidarono la rimonta e la Grecia vinse 67-66 con un canestro sulla sirena di Dīmītrīs Diamantidīs. In finale Papaloukas segnò 22 punti, limitò le prestazioni di Dirk Nowitzki e la compagine greca fu campionessa d'Europa. Con l'arrivo di Ettore Messina sulla panchina del CSKA, il 30 aprile 2006 la squadra moscovita tornò a vincere l'Eurolega per la prima volta dai tempi di Sergej Belov, battendo in finale a Praga il Maccabi Tel Aviv, vincitore delle due precedenti edizioni. Papaloukas fu nominato miglior giocatore delle Final Four.