Jabarkan Real Madrid dari Kaká

Kemudian pada tanggal 8 Juni 2009, Kaká bergabung dengan Real Madrid dengan kontrak 6 tahun, dengan nilai transfer yang diperkirakan sekitar 65 Juta Poundsterling. Dua hari setelah pemain untuk tugas internasional dengan Brasil. wakil presiden Milan Adriano Galliani tidak menyangkal laporan, dan menegaskan bahwa ia dan ayah Kaká, Bosco Leite, telah melakukan perjalanan ke Meksiko untuk bertemu dengan La Volpe. "Kami makan siang dan berbicara tentang Kaká. Aku tidak menyangkalnya. Negosiasi ada, tetapi kesepakatan belum dilakukan."  Pada tanggal 4 Juni, Galliani kepada Gazzetta dello Sport bahwa alasan keuangan motifnya untuk pembicaraan dengan La Volpe. "Kita tidak bisa membiarkan [Milan] untuk kehilangan € 70.000.000 [...] Alasan di balik keberangkatan Kaká akan menjadi ekonomi.".

Kaká melakukan debut tidak resmi pada tanggal 7 Agustus 2009, dalam kemenangan 5-1 persahabatan melawan Toronto FC. Dia mencetak gol pertamanya untuk Madrid selama pertandingan pra-musim pada 19 Agustus 2009, dalam kemenangan 5-0 melawan Borussia Dortmund. Kaká kemudian membuat debut liga pada tanggal 29 Agustus 2009 di kemenangan 3-2 melawan Deportivo La Coruña. Dia mencetak gol pertamanya, tendangan penalti, pada tanggal 23 September, dalam 2-0 melawan Villarreal . Pada 5 Agustus 2010, real Madrid mengumumkan bahwa Kaká telah menjalani operasi yang sukses pada cedera lutut kiri lama dan akan menghadapi pemulihan empat bulan. Kaká kembali berlatih setelah lama lay-off dan manajer Jose Mourinho mengatakan bahwa memiliki Kaká kembali adalah seperti penandatanganan baru.

Setelah absen delapan bulan, Kaká kembali bermain dengan memasukkan sebagai pengganti Karim Benzema pada menit ke-77 dari kemenangan 3-2 atas Getafe pada tanggal 3 Januari 2011. Dia mengatakan dia "senang bermain game lagi dan untuk melangkah ke pitch."  gol liga pertamanya (dan gelar pertama musim ini) setelah kembali dari cedera datang dengan membantu dari Cristiano Ronaldo kemenangan 4-2 atas Villareal pada tanggal 9 Januari 2011.

Pada Maret 2011, Kaká menderita sindrom Band Iliotibial yang membuatnya absen selama beberapa minggu. Setelah kembali dari cedera, ia tampil dalam kemenangan meyakinkan atas Valencia, mencetak dua gol. Pada akhir musim kedua dengan klub, Real Madrid dan Kaká telah memenangkan Copa del Rey.

Pada tanggal 27 September 2011, Kaká mengalami salah satu pertandingan terbaiknya sebagai pemain Real Madrid selama kemenangan 3-0 atas Ajax di Liga Champions, saat ia mencetak satu gol, disediakan satu assist dan berpartisipasi dalam salah satu lineup tim terbaik dari matchday ini:. langkah counterattacking melibatkan Özil, Ronaldo dan Benzema  Ia kemudian terpilih sebagai pemain terbaik dari Liga Champions matchday.

Dengan pertandingan ini, Kaká mengalami salah satu yang terbaik mulai musim yang pernah ada, mencetak dua gol, memberi dua assist dan memprovokasi satu penalti untuk timnya. Real Madrid memenangkan La Liga dengan rekor 100 poin tahun itu, dan dieliminasi untuk tahun kedua berturut-turut di semifinal Liga Champions, di mana Kaká adalah salah satu penyedia assist terbanyak, dengan 5 assist.

Pada tanggal 4 Desember 2012, setelah mencetak gol dalam kemenangan 4-1 melawan Ajax, Kaká menjadi pencetak gol Brasil terbanyak dalam sejarah Liga Champions dengan 28 gol. Setelah pertandingan, Kaká mengatakan "Ini adalah tujuan penting bagi saya, dan saya harap saya masih punya tujuan tersisa untuk membantu Real Madrid. Itu adalah kemenangan penting dan malam spesial." Kaká datang sebagai pemain pengganti, tetapi dikartu merah setelah dua kali melakukan pelanggaran keras dalam kurun waktu 18 menit di hasil imbang 0-0 melawan Osasuna pada 12 Januari 2013. Ini adalah kali pertama mendapat kartu merah di Real sejak ia bergabung dari Milan pada tahun 2009 dan kartu merah pertama sejak ia dipecat bermain untuk Brasil melawan Pantai Gading di Piala Dunia 2010.

Pada tanggal 29 Agustus 2013 Kaká menyatakan keinginannya untuk meninggalkan Real Madrid.