המחצית הראשונה של שנות ה-70 הייתה קשה לקבוצה, ריאל אמנם זכתה בגביע בעונת 1969/1970 אך בין השנים 1974-1969 היא התקשתה בליגה וזכתה באליפות רק בעונת 1971/72 כשבחוד מתפקד חלוץ צעיר שנקנה מסנטאנדר ושבהמשך יהפוך לאגדה נוספת במועדון - קרלוס סנטיאנה, בעונת 1970/71 לראשונה מאז הקמתו לא השתתפה ריאל בגביע אירופה ושיחקה בגביע המחזיקות שבו הפסידה בגמר לצ'לסי. ב-21 ביולי 1972, אחרי שנים של שיתוף פעולה עם קבוצת ‘פלוס אולטרה’ מהליגות הנמוכות, הוחלט להפוך אותה רשמית לקבוצת המילואים של ריאל מדריד והיא נקראה מועדון הכדורגל של קסטיליה, הקבוצה קידמה כישרונות רבים ושימשה לפיתוח שחקנים טרם הגעתם לקבוצה המרכזית וכן כגיבוי למקרים מיוחדים של פציעות וכדומה. בעונת 1973/74 ריאל סיימה במקום השמיני בליגה והובסה במהלך העונה 0–5 על ידי ברצלונה בראשות קרויף, בעקבות היכולת החלשה פוטר באמצע העונה המאמן מיגל מוניוס אחרי 14 שנות אימון ואת מקומו באופן זמני תפס אגדת העבר לואיס מולוני שבסיום העונה הצליח לזכות עם הקבוצה בגביע החנרלסימו באמצעות ניצחון בגמר 0–4 על ברצלונה. בעונה שלאחר מכן (1974/75) הגיע מהכוכב האדום מילאן מיליאניץ' הסרבי כמאמן החדש, הוא הנחיל שיטות אימון חדשות וריאל החלה לעבור לסגנון משחק קשוח ופיזי יותר כפי שהחל רווח בגרמניה באותו הזמן, לקבוצה הצטרפו השחקנים פול ברייטנר ורוברטו מרטינז. בעונתו הראשונה זכה בדאבל אך הקהל לא אהב את סגנון המשחק הקשוח שהביא ולמרות אליפות שנייה בעונה שאחרי (1975/76) האוהדים נפנפו באצטדיון כאות מחאה במטפחות הלבנות, האווירה מסביב השפיעה ובעונתו השלישית (1976/77) ריאל סיימה במקום התשיעי, מילאן פוטר ולואיס מולואני חזר לאמן, יחד עם השחקנים חוסה אנטוניו קמאצ'ו וחואניטו שהצטרפו הוא הצליח לזכות באליפות בעונת 1977/78.
כחודש אחר סיום העונה ב-2 ביולי 1978, במהלך המונדיאל בארגנטינה, נפטר בגיל 82 הנשיא המכהן סנטיאגו ברנבאו לאחר מאבק ארוך במחלת הסרטן, כאות כבוד לפועלו למען הכדורגל ולחזונו הגדול, הכריזה פיפ"א בעיצומו של הטורניר על שלושה ימי אבל לזכרו. שנה לאחר מכן, שוחק לראשונה טורניר סנטיאגו ברנבאו, לזכרו של הנשיא.
ה'קינטה דל בויטרה' ושנות התשעים.
לאחר מותו של סנטיאגו ברנבאו מונה נשיא זמני לתקופה קצרה ולאחר מכן נבחר הגזבר לשעבר לואיס דה קרלוס כנשיא החדש, הקבוצה המשיכה וזכתה בעוד שתי אליפויות בעונת 1978/79 ובעונת 1979/80.
בתחילת שנות ה-80 של המאה ה-20, איבדה ריאל את שלטונהּ בליגה, והתקשתה לזכות בתואר גם באירופה. בעונת 1980/81 הפסידה 0–1 לליברפול בגמר גביע אירופה, בעונת 1981/82 הצליחה ריאל לזכות בגביע המלך, בעונת 1982/83 הפסידה ריאל בגמר גביע המחזיקות לאברדין של פרוגוסון 2-1 בהארכה. ב-5 בפברואר 1984 עלה לשחק לראשונה ה'עיט' אמיליו בוטרגניו מה שבישר על תקופה חדשה בתולדות המועדון, במחצית השנייה של שנות ה-80, עלו לקבוצה הבוגרת חבורת ה'קינטה דל בויטרה' (בספרדית: החמישייה של העיט) שהורכבה משחקני נוער שעלו יחדיו לבוגרים: מיצ'ל, מנולו סאנצ'יס, רפאל מרטין ואסקז, מיגל פרדסה בניצוחו של הכוכב ה'עיט' בוטרגניו, החמישייה הרכיבה קבוצה בלתי מנוצחת שהייתה לאחת הקבוצות המצליחות באירופה וזכתה חמש פעמים ברצף בליגה בין השנים 1985–1990 כשבעונת 1989/90 קבעה שיא של 107 שערי ליגה, כמו כן בעונות 1984/85 ו-1985/1986 זכתה ריאל בהליגה האירופית, הקבוצה זכתה גם שלוש פעמים בסופר קאפ הספרדי ובגביע ספרדי אחד.
בתחילת שנות ה-90 של המאה ה-20, ריאל התקשתה להתמודד מול ברצלונה תחת אימון קרויף שזכתה בארבע אליפויות רצוף, פעמיים הפסידה את האליפות במחזור האחרון. הנשיא רמון מנדוזה כשל בתפקידו והמועדון נכנס לחובות, רבים מהשחקנים שכיכבו בשורות המועדון בעשור הקודם עזבו, ולמרות הצטרפות השחקנים פרננדו היירו ואיוואן זאמורנו הקבוצה המשיכה להתקשות וזכתה רק בגביע אחד בעונת 1992/93. בעונת 1994/95 שחקן העבר חורחה ולדאנו הגיע לאמן, איתו הגיעו שחקנים כרדונדו ולאודרופ והקבוצה הצליחה לזכות באליפות, לקראת סוף אותה עונה עלה מהנוער לשחק ראול גונזאלס. לורנסו סאנס שהחליף את הנשיא הכושל החתים בקבוצה טרם עונת 1996/97 את המאמן פאביו קאפלו, שחקנים כרוברטו קרלוס, פרדראג מיאטוביץ', דאבור שוקר וקלרנס סידורף הגיעו ובסיום אותה עונה הקבוצה זכתה באליפות. המאמן יופ היינקס החליף את קאפלו שעזב בעקבות קשיי התאקלמות ובעונת 1997/98 עם הסגל המחודש הוא הצליח לאחר 32 שנים שהמועדון לא זכה בתואר לזכות בליגת האלופות עם 0–1 בגמר על יובנטוס.
תקופת פלורנטינו פרס וה"גלקטיקוס".
בתחילת העשור הראשון של המאה ה-21 הוחלף הנשיא לורנסו סאנס בפלורנטינו פרס. בתקופה זו, החתים המועדון מספר שחקנים מפורסמים. החתמה זו העניקה למועדון את הכינוי התקשורתי: ה"גלקטיקוס" ("Los Galácticos" – הכוכבים). מגמה זו החלה עם העברת קשר נבחרת פורטוגל וברצלונה, לואיש פיגו, תמורת 37.5 מיליוני ליש"ט - סכום שיא באותה תקופה, אשר שולם לקבוצת. שנה לאחר מכן, נשבר שיא העברות נוספת מבחינה פיננסית, עת הצטרף לקבוצה השחקן צרפתי זינדין זידאן, תמורת מחיר של 47.5 מיליוני ליש"ט, אשר שולם לקבוצת. בשנת 2002, צרפה הקבוצה לשורותיה את החלוץ הברזילאי רונאלדו, ששיחק עד אז במועדון האיטלקי אינטר. בשנים אלו, 2003-1999, אימן את הקבוצה שחקן העבר ויסנטה דל בוסקה, ותחת הדרכתו זכתה ריאל בשתי אליפויות הליגה הספרדית, כמו גם פעמיים בליגת האלופות (מתי ומדוע פוטר דל בוסקה? ומתי מונה במקומו קרלוס קיירוש?).
בקיץ 2003, החתים המועדון את דייוויד בקהאם, קפטן נבחרת אנגליה ושחקנהּ של מנצ'סטר יונייטד דאז. מהלך זה גרר ביקורת מצד רבים, שטענו כי החתמה זו נעשתה לצורך הגדלת רווחיו הכספיים של המועדון, בעקבות מכירת פריטי מועדון רבים יותר, ולא מסיבות מקצועיות טהורות. בעונה זו לא זכה המועדון בתואר כלשהו. כישלון זה הוביל לפיטוריו של המאמן קרלוס קיירוש, ובקבוצה דבקה תדמית רכושנית ולא מגובשת.
שנות המשבר.
בעונת , כשלה הקבוצה ולא הצליחה לזכות בתואר כלשהו פעם נוספת. כתוצאה מכך, פוטר המאמן והמנהל הספורטיבי דאז, אריגו סאקי. הצעד לא תרם לתדמית השלילית בין כה וכה אשר דבקה בריאל, ובקרב הציבור נוצרה תחושה שהקבוצה עתידה להתפרק. בסיטואציה קשה זו, מונה לתפקיד מאמן הקבוצה הבוגרת חואן ראמון לופס קארו, שעד אז אימן את ריאל מדריד ב'. באורח פלא, השכילה הקבוצה להשתקם במהלך עונה זו, בסיימהּ במקום השני בליגה הספרדית.
במהלך שנת 2006, התפטר מתפקידו נשיא המועדון פלורנטינו פרס, ובבחירות לנשיאות המועדון, אשר נערכו בקיץ 2006, נבחר רמון קלדרון במקומו, בעוד שלתפקיד המנהל המקצועי נבחר פרדראג מיאטוביץ'. בעונת , עם מינוי פאביו קאפלו למאמן, חל שיפור במעמד הקבוצה, רוב שחקני ה"גלקטיקוס" עזבו, ובתום העונה זכתה באליפות הליגה ה-30 שלה לאחר סיום דרמטי. בקיץ 2007, הצטרפו לקבוצה מספר שחקנים מוכשרים כמו אריין רובן, וסלי סניידר ופפה, ובסיום אותה עונה הקבוצה זכתה באליפות שנייה ברציפות.
את עונת פתחה הקבוצה עם זכייה בסופר קאפ הספרדי, לאחר שניצחה את ולנסיה. עם זאת, לאחר רצף הפסדים, מונה ב-9 בדצמבר 2008 חואנדה ראמוס למשרת מאמן ריאל מדריד במקום ברנד שוסטר, אך מינוי זה לא ארך זמן רב, ומאמן ויאריאל מנואל פלגריני הצ'יליאני קיבל את מושכות הקבוצה.
חזרתו של פלורנטינו פרס.
בקיץ 2009 הקים מחדש הנשיא החדש-ישן פלורנטינו פרס את פרויקט ה"גלקטיקוס", כשביצע מסע רכש של מאות מיליוני אירו, עם רכישתם של כרים בנזמה, צ'אבי אלונסו, ראול אלביול, אלברו ארבלואה וקאקה - תמורת 67 מיליוני אירו. השיא היה צירופו לקבוצה של כריסטיאנו רונאלדו מקבוצת מנצ'סטר יונייטד האנגלית, לאחר שנרכש ממנה תמורת 94 מיליוני אירו. סכום רכישה זה ניפץ את סכום שיאי ההעברות בכל הזמנים, שהיה שייך עד אז לזינדין זידאן (שנרכש גם הוא על ידי ריאל מדריד שמונה שנים מוקדם יותר, תמורת 76 מיליוני אירו).
בקיץ 2010, לאחר עונה שנחשבה לכישלון, לאור אי ההצלחה באירופה ואי השגת האליפות, פוטר מנואל פלגריני מתפקיד המאמן, ובמקומו מונה לתפקיד מאמנהּ היוצא של אינטר ואלוף אירופה הטרי, ז'וזה מוריניו. עוד בקיץ זה התחזקה ריאל מדריד בשחקנים: אנחל די מריה הארגנטינאי, פדרו לאון וסרחיו קנאלס הספרדיים, מסוט אוזיל וסאמי ח'דירה הגרמניים וריקארדו קרבאליו הפורטוגלי. זאת, למרות ששניים מתוך שלושת סמליה העיקריים של ריאל, גוטי וראול גונזאלס - עזבו את המועדון.
בעונת , עונתו השנייה של המאמן ז'וזה מוריניו, זכתה ריאל מדריד באליפות עם 100 נקודות ו-121 שערים שהבקיעה. בליגת האלופות הקבוצה הגיעה עד לחצי הגמר בו הפסידה לבאיירן מינכן בבעיטות הכרעה מ-11 מטר. מלך השערים של הקבוצה באותה עונה היה כריסטיאנו רונאלדו, עם 46 שערי ליגה ו-60 שערים בכל המסגרות.
בעונת לא הצליחה לזכות באליפות והיא הודחה שנה שנייה ברציפות בחצי גמר ליגת האלופות, שם פגשה את בורוסיה דורטמונד והפסידה לה 3–4 בסיכום שני המשחקים. בנוסף, הפסידה בגמר גביע המלך ליריבתהּ העירונית, אתלטיקו מדריד, בהארכה. בתום העונה עזב מוריניו את הקבוצה.
בתחילת עונת מונה המאמן האיטלקי, קרלו אנצ'לוטי למאמן הקבוצה ועם הגעתו נערכו שינויים בסגל שחקני הקבוצה. ב-16 באפריל 2014, זכתה ריאל מדריד בגביע המלך הספרדי ה-19 שלה כשניצחה את יריבתה ברצלונה 2–1. באותה עונה העפילה הקבוצה לגמר ליגת האלופות בו גברה על אתלטיקו מדריד בתוצאה 4–1 לאחר הארכה והשלימה זכייה עשירית בתואר.