En la edición siguiente, el club blanco logró levantar su undécimo título de campeón de Europa tras ganarle al Atlético en la final 5-3 en la tanda de penaltis, después del empate a un gol en los 90 minutos reglamentarios y tras los 30 minutos de tiempo extra. Dicho encuentro se jugó el 28 de mayo de 2016 en el Estadio San Siro de Milán. Estos títulos y subcampeonatos colocaron a Madrid como la ciudad con más títulos con 11 y con más subcampeonatos con 6 en la final continental tras superar las 10 victorias y mismos subcampeonatos de precisamente la ciudad transalpina. Fue el preludio de un cuarto enfrentamiento consecutivo en la competición, esta vez en semifinales, donde se impusieron los madridistas por 3-0 en el Estadio Santiago Bernabéu merced a un "hat-trick" de Cristiano Ronaldo, mientras que en el partido de vuelta —último en competición europea celebrado en el Estadio Vicente Calderón debido al cambio de recinto del club rojiblanco para la siguiente temporada—, finalizó con un resultado de 2-1 favorable a los rojiblancos pero insuficiente para remontar la eliminatoria. Los madridistas llegaron así a su tercera final de la competición en cuatro años.