V létě 2024 se Mbappé připojil k Realu Madrid jako volný hráč. Odhaduje se, že na stadion Bernabéu se hrnulo přes 80 000 fanoušků, aby ho přivítali. Během ceremoniálu Mbappé v Fotbalové dresy Realu Madrid prohlásil svou ambici dovést Real Madrid k vítězství v Lize mistrů, což vyvolalo jásot davu.
Během dvou sezón od Mbappého příchodu do týmu zažil Real Madrid neutěšenou sezónu bez trofeje. Média a fanoušci začali zpochybňovat Mbappého skutečnou hodnotu pro klub. 5. května jeden z fanoušků vytvořil webové stránky s anketou a spustil petici, v níž naléhal na Real Madrid, aby Mbappého prodal. Do odpoledne následujícího dne petice shromáždila přes deset milionů podpisů! Fanoušci v dres Real Madrid se domnívají, že Mbappého výkony nedokázaly zajistit vůdčí postavení. Přirovnávají ho k Cristianu Ronaldovi a zdůrazňují tak značný rozdíl ve svých schopnostech.