ولم يكتف سانتياغو برنابيو بما حققه بافتتاح الملعب الجديد، وكان يُبدع أفكارا جديدة لتحسين الملعب وتهيئته لاستقبال الاعداد المتزايدة لمشجعي النادي. ولذلك بدأت مرحلة ثانية من التشييد بدأت في عام 1952، وكان من أهدافها الرئيسية توسيع القدرة الاستيعابية للملعب الى 125 ألف مشاهد وتزويده بأحدث المعدات الممكنة.
وتم افتتاح الملعب بعد تحسينه في يونيو عام 1954، وفي عام 1955 قرر الأعضاء المفوضون بالاجماع إطلاق اسم الرئيس "سانتياغو برنابيو" على الملعب. وخضع الملعب بعد ذلك لعدد من التحسينات، وأضحى في عام 1957 أفضل ملعب في العالم من حيث الإضاءة، وتم أخيرا في عام 1965 نقل جميع مكاتب النادي اليه، وذلك بعد ان كانت مرت بعدد من المواقع في العاصمة منذ انشاء النادي.
