その後のグランドスラムでは、ウィンブルドンは2回戦でジル・ミュラーに、全米オープンは3回戦でジェームズ・ブレークに敗れるが、7月25日には19歳1か月でロジャー・フェデラーに次ぐ世界ランキング2位の座につく。2005年度はATPツアーで年間11勝を挙げ、そのうちATPマスターズシリーズでは、モンテカルロ・マスターズ、BNLイタリア国際、ロジャーズ・カップ、マドリード・マスターズの4大会で優勝した。
2006年 全仏2連覇 ウィンブルドン準優勝2006年全仏オープン優勝

2006年のシーズンでも、ナダルはATPツアー大会の決勝戦でフェデラーに4連勝を記録した。同年5月、第7回「ローレウス・スポーツ賞」の「最優秀新人賞」を受賞。2006年にはクレーコートで、ギリェルモ・ビラスが持っていた「53連勝」の記録を更新する。

第2シードで出場した全仏オープンではロビン・セーデリング、ケビン・キム、ポール＝アンリ・マチュー、レイトン・ヒューイット、ノバク・ジョコビッチ、イワン・リュビチッチに勝利し決勝進出。決勝戦ではフェデラーに1-6, 6-1, 6-4, 7-6で勝ち、大会2連覇を達成。クレーコートでの連勝記録を「60連勝」に伸ばし、それまでグランドスラムシングルス決勝戦で負けたことがなかったフェデラーに、初めての黒星をつけた。

同年のウィンブルドンでも初めて決勝に勝ち上がったが、全仏に続く2大会連続の決勝対決となったフェデラーに0-6, 6-7, 7-6, 3-6で敗れた（大会4連覇を達成したフェデラーは、試合終了後「芝では負けられなかった」と話した）。全米オープンでは振るわず、準々決勝でミハイル・ユージニーに3-6, 7-5, 6-7, 1-6で敗れた。
2007年 全仏3連覇 ウィンブルドン2年連続準優勝2007年全仏オープン決勝でフェデラーを破り3連覇

全豪オープンでは、準々決勝でフェルナンド・ゴンサレスに完敗した。5月20日、ATPマスターズシリーズのハンブルク・マスターズ決勝でフェデラーに6-2, 2-6, 0-6で敗れ、2005年4月から続いていたクレーコートの連勝記録が「81連勝」でストップした（これはフェデラーにとって、対ナダル戦のクレーコート初勝利であった）。この記録は、ジョン・マッケンローが室内カーペットコートでマークした単一コートでの連勝記録「75連勝」を更新するものであった。

直後の全仏オープンではフアン・マルティン・デル・ポトロ、フラビオ・チポッラ、アルベルト・モンタニェス、レイトン・ヒューイット、カルロス・モヤ、ジョコビッチに勝利し決勝進出。