W 2006 Schleck był piąty w Paryż-Nicea. Podczas wyścigu Vuelta al País Vasco miał upadek, ale powrócił w wielkim stylu na Amstel Gold Race, który wygrał. W Walońskiej Strzale zajął 4. miejsce, a w Liège-Bastogne-Liège był 7. Podczas Tour de France wygrał jeden z górskich etapów. Był to najbardziej prestiżowy etap, który wiódł pod L’Alpe d’Huez, gdzie odjechał od Damiano Cunego na 1,5 km do mety. Sezon 2006 zakończył na trzeciej pozycji w klasyfikacji generalnej UCI ProTour. Wyprzedzili go tylko dwaj Hiszpanie: Alejandro Valverde i Samuel Sánchez.
Na 3. etapie Tour de France 2010, prowadzącym z Wanze do Arenberg Porte du Hainaut i wiodącym po bruku, na 26 kilometrów przed metą uczestniczył w kraksie, w której złamał obojczyk. Niestety musiał wycofać się z dalszej jazdy w Tour de France.
Podczas Tour de France 2012 kontrola dopingowa wykazała obecność w pobranej 14 lipca próbce zakazanego środka farmakologicznego – ksypamidu. Jest to związek z grupy diuretyków, znajdujący się na liście zakazanych środków. Kilkanaście minut po ogłoszeniu przez UCI wyniku badania grupa kolarza wycofała go z wyścigu. W styczniu 2013 luksemburska agencja antydopingowa zawiesiła Schlecka na rok, począwszy od dnia wykrycia w jego krwi ksypamidu, czyli do 13 lipca 2013.