thumb|left|250px|Stadion Santiago Bernabéu podczas meczu Realu Madryt z Deportivo La Coruña thumb|left|250px|Widok z zewnątrz (2005) thumb|left|250px|Widok z zewnątrz (2024) Pierwszą z wielu przebudowań przeprowadzono już w 1954, powiększając pojemność do 120 tysięcy, zaś w maju 1957 rozegrano pierwszy mecz przy sztucznym oświetleniu; przeciwnikiem Realu Madryt był Sport Club do Recife. Wówczas stadion nosił już nazwę Estadio Santiago Bernabéu – przemianowanie na cześć prezesa Santiago Bernabéu nastąpiło 4 stycznia 1955. Pierwszy mecz reprezentacji Hiszpanii na Estadio Bernabéu odbył się w 1964 roku – jej przeciwnikiem była wówczas drużyna Związku Radzieckiego.
Kolejną dużą przebudowę przeprowadzono w latach 80. – na rozgrywane w Hiszpanii Mistrzostwa Świata 1982; kierowali nią Manuel Salinas oraz Luis i Rafael Alemany, synowie twórcy stadionu. Pojemność obiektu została ograniczona do 90800 miejsc.
Ostatnie miejsca stojące, ze względu na regulacje UEFA, zlikwidowano na przełomie lat 1998/1999, natomiast dwie ostatnie przebudowy to w 2007 roku utworzony dach nad trybuną (wschodnią), oraz utworzone w 2011 roku 900 nowych miejsc, położonych w sektorze Primer Anfiteatro od ulicy Ojca Damiana, który zadebiutował podczas spotkania Realu z FC Barceloną, pierwszym meczu Superpucharu Hiszpanii w 2011 roku.