Santiago Bernabéu no se conformó con lo conseguido con la inauguración del Nuevo Chamartín. De su mente seguían surgiendo nuevas ideas para mejorar el estadio y adaptarlo a la creciente masa social del club. En esa segunda fase de construcción, que comenzó en 1952, los objetivos principales eran llegar a un aforo de 125.000 espectadores y dotar al recinto del equipamiento más moderno posible.

El estadio con la nueva capacidad se estrenó en junio de 1954. En 1955, los socios compromisarios decidieron por unanimidad que se llamara estadio Santiago Bernabéu. Con posterioridad se siguieron realizando obras de mejora. En 1957 se convirtió en el estadio mejor iluminado del mundo. En 1965 se completó el traslado de todas las oficinas del club, que desde su creación habían peregrinado por multitud de locales de la capital, a sus instalaciones.

El estadio se había convertido en el más importante de España y estaba listo para acoger eventos internacionales como el Mundial 82.