בעונת של ליגת האלופות, רונאלדו לא בלט בשלב הבתים, אך הצטיין בשלבי הנוק-אאוט, תוך שהוא כובש כמות רבה של שערים ושובר שיאים. ב-12 באפריל 2017, במשחקה של קבוצתו נגד באיירן מינכן ברבע גמר ליגת האלופות, כבש צמד שערים, שהעלו את מאזנו למאה שערים במסגרות האירופאיות - והיה לשחקן הראשון בהיסטוריה שהגיע למאזן הזה. במשחק הגומלין ב-18 באפריל, כבש רונאלדו שלושער, והפך לשחקן הראשון בהיסטוריה שכובש מאה שערים בליגת האלופות. בזכות 5 שעריו ברבע הגמר עלתה ריאל מדריד לחצי הגמר. בחצי הגמר כבש רונאלדו שלושער נוסף בדרבי נגד אתלטיקו מדריד. בגמר עצמו הבקיע רונאלדו צמד מול יובנטוס והוביל את ריאל מדריד לזכייה שנייה ברציפות בליגת האלופות. בנוסף, זכתה ריאל מדריד באליפות לה ליגה. בעקבות הישגיו והובלת ריאל לאליפות ולזכייה בליגת האלופות זכה רונאלדו ב-7 בדצמבר 2017 בפעם החמישית בפרס כדור הזהב של פיפ"א.