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C'est en novembre 2005 qu'il tente de participer à La Nouvelle Star sur M6, poussé par sa sœur Sandrine qui l'inscrit au casting de Toulouse, après avoir constaté que le casting de Paris était complet. Étiqueté du numéro « 15 000 », il interprète Strong Enough de Des'ree et y gagne d'emblée le surnom « La Tortue », donné par Marianne James en référence à sa façon de se tenir et son pull à rayures vertes.

Après avoir passé les épreuves de sélection avec 25 000 candidats, il se retrouve au Pavillon Baltard aux côtés des quatorze autres apprentis chanteurs. Lors de la première émission en direct, il interprète Sunny et s'installe comme le clou de la soirée pendant les neuf directs suivants, où il est systématiquement le dernier candidat à passer. Lors des directs il réalise l'exploit de n'obtenir que des votes bleus du jury, à l'exception d'un vote rouge ironique donné par Marianne James uniquement pour lui "faire connaitre la sensation d'un rouge". L’interprète enregistre le titre collectif J'irai chanter aux côtés notamment de Gaël Faure, Cindy Santos et Miss Dominique sur le label Sony BMG. Écrite par Marie-Jo Zarb, Laura Marciano et Simon Caby, la chanson atteint la 8e place des classements français. Elle est également no 19 en Belgique et no 35 en Suisse.

Au bout des dix semaines du jeu télévisé, il est désigné « Nouvelle Star 2006 » face à l'autre finaliste, Miss Dominique, le 8 juin 2006. Christophe devient alors Christophe Willem (un nom déjà utilisé dans le générique du film Alive), en référence au prénom William, que ses parents avaient failli lui donner.