2005-2006赛季，是姚明回归CBA的第一个完整赛季，也是他职业生涯最重要的一个赛季之一。 当时的CBA联赛正处于群雄逐鹿的时代，广东男篮在主教练杜锋的带领下打造了一支“跑轰”风格的球队，天津、北京、吉林等队也都拥有强悍的战力，而上海男篮则是连年摆烂，以锻炼新人为主。
姚明这个号称“联盟第一中锋”的超巨加入，让上海男篮的实力瞬间提升，球队进入了争冠行列。那个赛季，大姚场均可得27分12篮板2.3盖帽，率领上海男篮首次杀进总决赛，不敌广东男篮无缘冠军。
到了第二个赛季，即2006-2007赛季，姚明继续爆发，场均得到29分18篮板2.3盖帽，并带队再次打进总决赛，最终不敌八一男篮屈居亚军。 那两年，是姚明个人生涯CBA季后赛成绩最好的时候，同时也是他表现最稳定，统治力最强的时期。
后来随着易建联的崛起，广东男篮再度组建强队，辽宁本钢也不断招兵买马，北京首钢更是请来了马布里，上海男篮开始走下坡路，姚明的处境也越来越艰难。
平茜优质答主2002-03赛季结束后，休斯敦火箭队没有选择执行其第三年（2003-04赛季）的队选项，而是选择让姚明进入自由球员市场，然后给姚明一份更有保障的新合同。2002年7月，双方签订了一份为期七年的合同，2003年8月正式签署。这份新的合约第一年金额为380万美元，其余6年逐级提升到890万美元。这份合同同时规定，2004年7月31日前（亦有消息源称是6月30日），姚明有权跳出合同并重新与火箭队签约。在NBA的第二年，姚明的收入为540万美元。
2002年7月23日，NBA官方宣布姚明在2002-03赛季的最佳新秀评选中得到全票通过，成为史上首位获得全票支持的最佳新秀球员，这一记录在姚明之后13年才被安东尼·戴维斯追平。同日，姚明入选《体育画报》年度“全球最佳运动员”评选榜单。
2002年8月31日，姚明荣膺“全美年度男运动员”。在当年的候选名单中，姚明是全美唯一入选的篮球员，同时也是全美唯一效力海外的职业运动员。与此同时，姚明连续三年被亚洲《时代周刊》评为“亚洲英雄”。同年，姚明获得中美“罗德曼奖”。该奖项由美国前NBA巨星丹尼斯·罗德曼的“罗德曼全球基金”设立，旨在表彰在慈善事业、体育事业或者文化艺术领域有杰出的成就和突出贡献、有较大影响力的明星和体育精英。姚明成为首位“罗德曼奖”亚洲获奖者。
姚明2002年8月首次回国探亲后，即萌生了回国打球的念头。同年11月中旬，姚明的经纪人法尔克曾率队到上海，与中国篮协商谈姚明回CBA参赛的事情，但被篮协婉拒，原因是中国队要备战奥运会，并且姚明刚刚来到休斯敦火箭队，需要进一步磨练。
2003年9月回到休斯敦后，姚明即表示将在退役前会为中国队打一次CBA，2004年9月他再次重申了这一想法，并且将时间定在2004-05赛季。但由于中国男篮2005年需要备战东南亚运动会和东亚运动会，所以再次没能成行。
2006年CBA赛季结束后，姚明向NBA申请在2007年5月代表中国国家队参加在日本举行的亚洲男篮锦标赛，由于比赛时间有冲突，火箭队没有同意请求。随后姚明再次向火箭队提出申请，要参加2007-08赛季CBA的全明星赛以及中国国家队与NBA明星队的比赛，火箭队也没有同意，原因是2007-08赛季结束后姚明将代表中国参加在北京举行的奥运会。
姚明曾在2009年全运会期间接受媒体采访时透露，曾希望在2009-10赛季回CBA打60-80场比赛。但2009年休赛期，姚明遭遇应力性骨折，在2009-10赛季初段开始接受治疗和康复，最终缺席整个赛季，再次宣告无缘当赛季CBA。
2010年9月，姚明因伤赛季报销，他再次向火箭队提出回归CBA打球，但没有获得批准。他在10月20日接受东方体育日报采访时表示将在2010年中运会后回到休斯敦，而不会再考虑回CBA打任何比赛。
2011年7月20日，在退役发布会上，姚明表示他“有百分之百的信心”回归CBA。最终由于种种原因，姚明未能再回CBA。
