2019年6月12日，门迪与西甲俱乐部皇家马德里签下了一份为期六年的合同，初始转会费为4800万欧元，可根据附加条款增至5300万欧元。 2019年9月1日，门迪在皇马2-2战平比利亚雷亚尔的比赛中首次亮相。2020年7月13日，门迪在皇马2比1击败格拉纳达的比赛中收获了个人首粒进球。在该年联赛期间，他总共参加了25场比赛，帮助皇家马德里赢得了2019-20赛季西甲联赛冠军。