Voltooi die volgende sin: Mariano is definitief bevorder tot die hoofspan deur die bestuurder Zinedine Zidane op 20 Augustus 2016, na 'n rugbesering aan die aanvaller Karim Benzema. 'n Week later het Mariano sy senior debuut gemaak tydens 'n oorwinning van 2 oor 1 oor Celta de Vigo, wat Álvaro Morata in die 77ste minuut vervang het. Op 26 Oktober, weer van die bank af, het hy sy eerste doel vir die "Merengues" aangeteken om 'n 7-1 oorwinning teen Cultural y Deportiva Leonesa in die Copa del Rey te behaal. In die tweede been het hy 'n driekuns bygevoeg vir 'n 13<unk>2 algehele oorwinning, insluitend 'n 23ste-sekonde-doelwit wat sy span se vinnigste doel in die kompetisie was. Mariano het op 10 Desember sy eerste top-doel aangeteken en gelyk gemaak in 'n 3-2 terugslag oorwinning by Deportivo de La Coruña. Later daardie maand was hy deel van die span wat die
2016 FIFA-wêreldkampioenskap vir klubs in Japan, maar het nie in een van Real Madrid se wedstryde verskyn nie. Mariano het agt wedstryde gespeel toe Madrid die 2016/17 La Liga gewen het. Hy was 'n rugsteun toe Madrid die 2016/17 UEFA Champions League gewen het.