1 апреля 2015 года за 31,5 млн евро перешёл в мадридский «Реал». В команде он взял 23 номер. Официальный дебют игрока состоялся в матче первого тура Ла Лиги 2015/16 против «Спортинга» (0:0). Первый гол за «Реал» забил 24 октября 2015 года в матче против «Сельты». Вскоре он отметился двумя голевыми передачами в поединке Лиги чемпионов против «Мальмё» (8:0) и голом в разгромном поединке против «Райо Вальекано» (10:2). Однако из-за своей любви к атакам бразилец часто не успевал возвращаться в оборону, из-за чего подвергался критике. После прихода на тренерский мостик Зинедина Зидана Данило стал делить игровое время с Дани Карвахалем, выходя в стартовом составе через матч. Он отметился ещё пятью результативными передачами, а всего в дебютном сезоне набрал 10 очков по системе гол+пас. В мадридском финале Лиги чемпионов остался на скамейке запасных, выйдя на поле незадолго до истечения основного времени. После окончания сезона Данило заявил, что последние недели играл через боль, поэтому в скором времени ему потребуется операция на лодыжке. 10 июня бразилец был успешно прооперирован, ориентировочный срок полного восстановления — два месяца.