Mariano Díaz fue parte de la plantilla del Real Madrid del curso 2016/2017, en el que el equipo, entrenado por Zidane en aquel entonces, logró el doblete Liga-Champions.
El delantero dominicano apenas jugó ese año y fue traspasado, con opción de recompra, al año siguiente al Olympique de Lyon para tener más oportunidades y hacerse un nombre.
La campaña 2017/2018 que estuvo en Francia fue increíble para él, pues logró marcar 21 goles y dar seis asistencias en 48 partidos con el Olympique de Lyon.
Ese espectacular año le sirvió para regresar al Real Madrid, donde heredó el mítico número 7 de Cristiano Ronaldo, que se marchó ese verano a la Juventus de Turín.
Sin embargo, en estos cuatro años en Concha Espina, Mariano ha tenido apenas minutos con el equipo, tanto con Lopetegui, como con Solari, como con Zidane y como ahora con Ancelotti.
Los minutos de Mariano en el Real Madrid en estos cuatro años han sido tan escasos, que incluso disputó más en la temporada que estuvo en el Lyon que en estas cuatro en el conjunto blanco.
Mariano acaba contrato con el Real Madrid el 30 de junio de 2023, y todo hace indicar que el delantero dominicano abandonará la disciplina merengue a finale de esta temporada.