I 2006 vant Valverde en etappe i Baskerland rundt og avsluttet som nummer to i sammendraget i tillegg til å vinne poengkonkurransen. Deretter tok han en prestisjefull dobbel i vårklassikerne etter seire i både La Flèche Wallonne og Liège–Bastogne–Liège fire dager senere. Han fulgte opp med en etappeseier i Romandie rundt der han endte på en 3.-plass i sammendraget. Hans store mål for sesongen var Tour de France, og han har uttalt at å vinne Touren er ett av hans mål i løpet av karrieren. Han besøkte Pinarellos sykkelfabrikk i Treviso for å forbedre tempo-egenskapene sine, og ble sett på som en av favorittene til å vinne Touren etter at Jan Ullrich og Ivan Basso ble nektet start på grunn av dopingmistanker. Drømmen ble i stedet knust da han ble innblandet i en velt på den 3. etappen og måtte bryte rittet med et brukket krageben. Han flyttet all fokus mot å vinne Vueltaen senere det året.