| 1. Round | 20/08/2016 | Elche CF | - | Rayo Vallecano | 2:1 | ||||
| 4. Round | 11/09/2016 | Rayo Vallecano | - | RCD Mallorca | 1:0 | ||||
| 5. Round | 18/09/2016 | CD Mirandés | - | Rayo Vallecano | 2:1 |  |
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| 7. Round | 25/09/2016 | CF Reus Deportiu | - | Rayo Vallecano | 1:1 | ||||
| 18. Round | 10/12/2016 | Gimnàstic de Tarragona | - | Rayo Vallecano | 0:1 | ||||
| 16. Round | 14/12/2016 | Levante UD | - | Rayo Vallecano | 1:0 | ||||
| 19. Round | 18/12/2016 | Rayo Vallecano | - | Real Zaragoza | 1:2 | ||||
| 20. Round | 07/01/2017 | Córdoba CF | - | Rayo Vallecano | 0:0 | ||||
| 21. Round | 14/01/2017 | Rayo Vallecano | - | Sevilla Atlético | 1:1 | ||||
| 22. Round | 21/01/2017 | Rayo Vallecano | - | Elche CF | 1:1 | |
|||
| 23. Round | 28/01/2017 | Real Valladolid | - | Rayo Vallecano | 2:1 | ||||
| 24. Round | 05/02/2017 | Rayo Vallecano | - | UD Almería | 1:0 | ||||
| 25. Round | 12/02/2017 | RCD Mallorca | - | Rayo Vallecano | 2:1 | ||||
| 26. Round | 19/02/2017 | Rayo Vallecano | - | CD Mirandés | 1:2 |  |
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| 28. Round | 04/03/2017 | Rayo Vallecano | - | CF Reus Deportiu | 0:0 | ||||
| 31. Round | 25/03/2017 | CD Numancia | - | Rayo Vallecano | 0:0 | ||||
| 36. Round | 01/05/2017 | SD Huesca | - | Rayo Vallecano | 2:0 | ||||
| 37. Round | 06/05/2017 | Rayo Vallecano | - | Levante UD | 2:1 |
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