Setelah pindah kandang ke Campo de O'Donnell pada tahun 1912—yang kemudian bertahan untuk sebelas tahun—[7] klub kemudian pindah kandang ke Campo de Ciudad Lineal selama setahun. Campo de Ciudad Lineal merupakan sebuah tanah kecil dengan kapasitas 8.000 penonton. Setelah itu, Real Madrid pindah kandang ke Stadion Chamartín yang diresmikan pada tanggal 17 Mei 1923 dengan pertandingan melawan Newcastle United.[55] Pada stadion yang memiliki kapasitas 22.500 penonton ini, Real Madrid merayakan gelar Liga Spanyol-nya yang pertama.[9] Setelah beberapa keberhasilan dan seiring terpilihnya Santiago Bernabéu Yeste sebagai presiden klub, ia kemudian memutuskan bahwa Stadion Chamartín tidak cukup besar untuk ambisi klub sebesar Madrid. Ia kemudian membangun sebuah stadion baru yang kemudian diresmikan pada tanggal 14 Desember 1947.[16][56] Stadion tersebut adalah Stadion Santiago Bernabéu yang dipakai sampai saat ini, meskipun stadion ini tidak memakai nama tersebut sampai tahun 1955.[17] Pertandingan pertama yang diadakan di Bernabéu dimainkan antara Real Madrid dan klub Portugal C.F. Os Belenenses, dan dimenangkan oleh Real Madrid dengan skor akhir 3–1, dan gol pertama dicetak oleh Sabino Barinaga Alberdi.[16]
Kapasitas stadion kemudian berubah pada 1953, seiring renovasi yang dilakukan, sehingga membuat kapasitas penonton memuncak menjadi 120.000 penonton.[57][58] Sejak itu beberapa modernisasi dilakukan pada stadion, salah satunya meniadakan tempat menonton berdiri pada 1998–1999 seiring peraturan UEFA.[57] Perubahan terakhir dilakukan pada tahun 2003, yaitu peningkatan sekitar lima ribu kursi sehingga kapasitas stadion menjadi 81.254. Sebuah rencana untuk menambahkan atap yang dapat dibuka juga telah diumumkan kepada publik.[59]
Stadion Bernabéu telah menyelenggarakan beberapa pertandingan kelas dunia, di antaranya Final Piala Negara Eropa 1964, Final Piala Dunia FIFA 1982, serta Final Piala Eropa/Liga Champions UEFAtahun 1957, 1969, 1980, dan 2010.[60] Stadion ini juga memiliki jaringan transportasi sendiri, yaitu sebuah stasiun metro yang juga dinamai Santiago Bernabéu.[61] Pada tanggal 14 November 2007, Stadion Bernabéu mendapatkan status sebagai Stadion Elite UEFA.[62]
Pada tanggal 9 Mei 2006, Stadion Alfredo Di Stéfano diresmikan di Madrid di mana Real Madrid kini biasa berlatih. Pertandingan perdana yang dimainkan di sana adalah antara Real Madrid dan Stade de Reims, sebuah pertandingan ulangan dari Final Piala Eropa 1956. Real Madrid memenangkan pertandingan dengan skor 6–1 dengan gol dari Sergio Ramos, Antonio Cassano (2), Roberto Soldado (2), danJosé Manuel Jurado. Tempat ini sekarang merupakan bagian dari Ciudad Real Madrid, fasilitas pelatihan baru klub yang berlokasi di luar Madrid, tepatnya di Valdebebas. Stadion ini menampung 5.000 orang, dan menjadi kandang dari klub Real Madrid Castilla. Nama stadion ini diambil dari mantan bintang Real Madrid, Alfredo Di Stéfano.[63]