（夢之藍M6+，為夢想舉杯）2012年8月，皇家馬德里宣布他們已與熱刺達成協議，轉會費約為3000萬英鎊。莫德里奇與西班牙俱樂部簽訂了一份為期五年的合同。兩天后，他在圣地亞哥-伯納烏球場舉行的2012年西班牙超級杯第二回合決賽對陣巴塞羅那的比賽中替補出場，完成了他在皇馬的處子秀。盡管莫德里奇的處子秀表現出色，但他起初很難融入主帥穆里尼奧的球隊，因為他缺乏季前訓練，
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由于正在進行的轉會談判，他錯過了季前訓練。經驗豐富的中場球員哈維-阿隆索和赫迪拉擔任防守型中場，厄齊爾擔任進攻型中場，這通常使莫德里奇無法進入首發陣容，從而限制了他的出場時間。在俱樂部的頭幾個月里，他大部分時間都處于替補狀態。在年底，莫德里奇被西班牙報紙《馬卡報》評選為皇馬本賽季最差引援。
2013年3月2日，莫德里奇在皇馬主場對陣死敵巴塞羅那的比賽中首發出場。他在第82分鐘的一次角球中助攻拉莫斯打進制勝一球，幫助皇馬在國家德比中取得勝利。3月5日，莫德里奇在老特拉福德對陣10人曼聯的決定性歐冠淘汰賽中下半場替補出場。在馬德里落后一球的情況下，莫德里奇在23米外的遠射扳平比分，并在比賽的剩余時間發揮了關鍵作用，最終皇家馬德里以2-1獲勝，晉級1/4決賽。這場比賽通常被視為莫德里奇在皇馬職業生涯的轉折點。3月16日，他在對陣馬洛卡的比賽中復制了這一表現，在27米處的一記遠射幫助皇馬取得領先，皇家馬德里以5-2贏得了比賽。從2013年3月開始，莫德里奇在中場的狀態和影響力不斷提升，成為球隊傳球次數最多的球員。
隨著新主帥安切洛蒂的到來，莫德里奇成為球隊中出場頻率最高的首發球員之一，與哈維-阿隆索的中場搭檔，提供了攻守平衡的進攻體系。莫德里奇一直是皇馬最有效率的傳球手，在西甲聯賽中的平均準確率為90%，并且在球隊中的回球率也是最高的。他在上一場歐冠小組賽對陣哥本哈根的比賽中打進了他2013-14賽季的第一個進球，成為他在俱樂部的第五個進球。莫德里奇在客場3-0戰勝赫塔菲的比賽中打進了他在西甲聯賽的第一個進球，這是他在禁區外的第六個進球。歐冠1/4決賽首回合，莫德里奇斷球助攻C羅攻入第3球，幫助皇馬主場3-0大勝多特蒙德。這個進球最終是決定性的，因為皇馬在第二回合以2-0輸掉比賽，但最終以3-2的微弱優勢晉級。5月24日的歐冠決賽中，
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莫德里奇再次通過角球助攻隊友拉莫斯，在比賽最后一分鐘對陣同城死敵馬德里競技的比賽中扳平比分。皇馬最終在加時賽中以4-1獲勝，標志著皇馬第十次獲得歐冠冠軍。莫德里奇獲得了該賽季西甲聯賽“最佳中場球員”獎。
2015年4月21日，在主場3-1戰勝馬拉加的比賽中，他右膝韌帶拉傷，因此他直到5月才上場。他的缺席和缺乏優質替補被認為是皇馬未能在西甲和歐冠比賽中取得勝利的主要原因。安切洛蒂說，
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“莫德里奇錯過了今年大部分時間，這讓我們很受傷。”
隨著2016年1月新任主教練齊達內的到來，媒體注意到了他們之間的關系，莫德里奇被描述為“中場大師”。當球隊在歐冠決賽中再次戰勝馬德里競技贏得2015-16賽季歐冠冠軍時，莫德里奇已經是首發陣容中的常客。他入選了歐冠和西甲聯賽的賽季最佳陣容。他還第二次獲得西甲聯賽“最佳中場球員”。
2016年10月18日，莫德里奇與皇馬簽訂了一份新合同，他將在俱樂部效力至2020年。12月18日，莫德里奇隨皇家馬德里贏得了2016年世俱杯冠軍，并獲得了銀球獎。2017年1月，莫德里奇首次入選歐足聯年度最佳陣容。2017年3月12日，2-1戰勝皇家貝蒂斯的比賽，是莫德里奇代表皇家馬德里參加的第200場比賽。2016-17賽季，莫德里奇在各項比賽中出場39次，幫助球隊獲得了西甲、歐冠、歐洲超級杯、世俱杯四項賽事的冠軍，這是莫德里奇生涯首次獲得西甲冠軍。
2017-18賽季，隨著羅德里格斯轉投拜仁慕尼黑，莫德里奇開始身披10號球衣為皇馬出戰。12月，他隨皇家馬德里再次贏得了世俱杯冠軍，并獲得賽事金球獎。本賽季，
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皇家馬德里隊再次獲得了歐冠冠軍，莫德里奇見證了皇馬的歐冠冠軍帽子戲法。
由于莫德里奇在皇馬和克羅地亞國家隊在2018年世界杯上的精彩表現，莫德里奇在8月和9月獲得了歐足聯年度最佳球員和國際足聯最佳球員，
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而在12月，他將金球獎添加到他的個人記錄中，標志著自2007年以來該獎項首次沒有被梅西或C羅贏得，打破了他們長達十年的壟斷。此外，莫德里奇除了成為第一位獲得這些獎項的克羅地亞球員外，還是自1998年羅納爾多以來第一位在同一年獲得世界杯金球獎和歐洲足球先生的球員，繼1994年羅馬里奧之后首位獲得世界杯金球獎和國際足聯年度最佳球員的球員。此外，
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他也是皇馬第十位奪得金球獎的球員。在獲得如此殊榮后，莫德里奇表示“這表明我們都可以通過努力、奉獻和信念成為最好的球員，所有的夢想都能成真”。莫德里奇將金球獎獻給過去十年中“所有可能配得上但沒有獲獎的球員”，其中包括哈維、伊涅斯塔和斯內德等。
2019年11月23日，他在主場3-1戰勝皇家社會隊的比賽中貢獻了兩次助攻并打入一球。2020年1月8日，莫德里奇在2019-20賽季西班牙超級杯半決賽中以3-1戰勝瓦倫西亞的比賽中，攻入他職業生涯的第100個進球。
2021-22賽季10月24日，皇馬以2-1戰勝巴薩的西班牙國家德比是莫德里奇代表皇家馬德里出場的第400場比賽。10月30日，在2-1戰勝埃爾切的比賽中，莫德里奇首次擔任皇馬隊長并助攻制勝球。12月7日，莫德里奇參加了他的第100場歐冠比賽，并在2-0戰勝國際米蘭的比賽中被評為本場最佳球員。2022年1月16日，他在西班牙超級杯決賽中攻入首球，并被評為本場最佳球員，當時皇家馬德里以2-0擊敗了畢爾巴鄂競技。這個進球使他成為了比賽歷史上年齡最大的進球者。5月，他在歐冠決賽中獲得了他的第5個賽事冠軍。在他的職業生涯中，他第六次入選歐洲冠軍聯賽賽季最佳陣容。2022年6月8日，莫德里奇與皇馬續約至2023年。2022年9月6日，莫德里奇成為第八位在歐冠比賽中出場100次的皇馬球員。9月11日，他成為繼普斯卡什和弗朗西斯科之后第三位在35歲以上出場100場的皇馬球員。
在效力皇馬的11個賽季中，莫德里奇已經出場454次，打入36球。（Guilty）
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