Op 8 augustus 2017 werd de UEFA Super Cup beslecht tegen Real Madrid. Fellaini begon op de bank en mocht na 56 minuten invallen voor Herrera. Hij kon echter niet verhinderen dat United met 2-1 de boot in ging. In het seizoen 2017/18 speelde United op 19 mei 2018 opnieuw de FA Cup-finale, ditmaal tegen Chelsea. De wedstrijd werd verloren met 1-0, na een penaltygoal van Eden Hazard. Fella kwam niet in actie omwille van een spierblessure. In de competitie werd United dit seizoen vice-kampioen na stadsgenoot Manchester City. In juni 2018 verlengde Fellaini zijn aflopende contract tot de zomer van 2020. Mourinho verklaarde dat Fellaini belangrijke kwaliteiten heeft, die hij probeert in te zetten naargelang de situatie en wat het team nodig heeft. Hij speelde zowel als verdedigende middenvelder, als tweede aanvaller of als een van twee middenvelders.