Während der Junioren-Weltmeisterschaft 1999 wurde der FC Bayern München auf ihn aufmerksam, der den Stürmer im Mai 1999 für umgerechnet fünf Millionen Euro verpflichtete. Nach einer erfolgreichen ersten Saison &lt;a href="Fu%C3%9Fball-Bundesliga%201999/2000"&gt;1999/2000&lt;/a&gt;, in der er fünf Tore in elf Spielen schoss und mit den "Bayern" zwei Titel gewann, verletzte sich Santa Cruz häufig – Außenbandriss (3. November 2001), Sprunggelenksverletzung (14. Juli 2002), Mittelhandbruch (30. Oktober 2002), Innenbandriss (10. Januar 2003 und 2. April 2003), Meniskusschaden (5. September 2004), Knieverletzung (24. Oktober 2004) – und kam in keiner der nächsten Spielzeiten dauerhaft zum Einsatz.