已受西甲俱乐部皇家马德里追求，时任拜仁教练的瓜迪奥拉曾私下建议旧东家巴塞隆纳签下实力出色的克罗斯，但是巴塞方面毫无动静，最终拜仁于2014年夏天将克罗斯出售至皇家马德里。转会费为2500万欧元，成为加盟皇家马德里的第九名德国球员。他的首次亮相即为2014年欧洲超级杯对塞维利亚的比赛，随后赢得了他在皇马的第一座奖杯。2015/16赛季，在欧冠决赛中，克罗斯首发出场，表现出色，最终皇家马德里争议性地在十二码大战中险胜马德里竞技，赢得俱乐部史上第十一座欧洲冠军杯。比赛中，克罗斯主罚任意球，助拉莫斯首开纪录。这