Inizia la stagione 2017-2018 vincendo la Supercoppa UEFA, contro il Manchester United (2-1). Gioca anche l'andata della Supercoppa di Spagna contro il Barcellona al Camp Nou; nell'occasione, segna il gol del 2-1 ma viene espulso per doppia ammonizione, reagendo con una spinta ai danni dell'arbitro: il gesto gli costa cinque giornate di squalifica. Nonostante un avvio di stagione difficile in campionato, stabilisce un nuovo record in Champions League, andando a segno in tutte e sei le giornate della fase a gironi. Il 7 dicembre 2017 si aggiudica il Pallone d'oro per la quinta volta in carriera, raggiungendo in testa all'albo d'oro Lionel Messi; il riconoscimento di France Football segue il The Best FIFA Men's Player conferitogli dalla FIFA il 23 ottobre precedente. A dicembre vince la sua quarta Coppa del mondo per club (record a pari merito con Toni Kroos); Ronaldo segna un gol in semifinale con l'Al-Jazira (2-1) e uno finale con il Grêmio, divenendo al contempo il miglior marcatore di sempre della competizione con 7 reti.

Il 3 aprile 2018, realizzando due gol nella gara d'andata dei quarti di finale di Champions League contro la Juventus, di cui il secondo con una pregevole rovesciata, diventa il primo giocatore nella storia della competizione a segnare per dieci partite consecutive. Va a segno anche al ritorno prima di interrompere la sua striscia nella gara d'andata delle semifinali contro il Bayern Monaco. Il 26 maggio, battendo il Liverpool per 3-1, si aggiudica per la quarta volta (la terza consecutiva) la Champions League con il Real Madrid, per la quinta volta a livello personale contando anche il successo ottenuto nel 2007-2008 con il Manchester United. Il portoghese stabilisce quindi il nuovo primato individuale di vittorie nella competizione nell'era della UEFA Champions League.