Sezon zakończył ze swoim pierwszym sukcesem w barwach klubu, kiedy to wystąpił w wyjściowej jedenastce w wygranym w rzutach karnych finale Pucharu Anglii z Manchesterem United, zdobywając złoty medal za zdobycie tego trofeum.
Pierwsza drużyna thumb|Fàbregas podbiegający do narożnika boiska. Po odejściu Vieiry do Juventusu, Fàbregas zaczął regularnie występować w klubie, tworząc z Gilberto Silvą duet środkowych pomocników. W sezonie 2005/06 rozegrał 49 spotkań we wszystkich rozgrywkach. Pomimo młodego wieku, jego występy zaczęto wnikliwie analizować, co spowodowane było coraz większym znaczeniem piłkarza w pierwszym zespole. Jako że Hiszpan miał znacznie delikatniejszą budowę ciała od Vieiry i grał z mniejszą agresją niż Francuz, kibice mieli wątpliwości, czy zdoła wypełnić lukę w składzie pozostawioną po odejściu francuskiego pomocnika. Niemniej jednak, w meczach Ligi Mistrzów z Realem Madryt i Juventusem, Fàbregas swoją grą wzbudził uznanie dziennikarzy i kibiców. W spotkaniu z drużyną z Turynu zdobył dla Arsenalu pierwszego gola oraz asystował przy trafieniu Thierry’ego Henry’ego, demonstrując przy tym umiejętność ostrej gry i twardego odbioru piłki, cechującą Vieirę.