Im heißen Sommer 2005 wechselte Ramos für die Rekordsumme von 27 Millionen Euro zu Real Madrid und war damit der erste spanische Nationalspieler, den Präsident Florentino nach seinem Amtsantritt verpflichtete. Dieser Preis war damals die Obergrenze auf dem Transfermarkt für spanische Verteidiger, und Ramos war erst 19 Jahre alt. Als er ins Bernabeu kam, übernahm er mit großem Ehrgeiz das Trikot mit der Nummer 4 vom legendären Kapitän Yero. In seiner ersten Saison kehrte er auf die Innenverteidigerposition zurück, bevor er mit der Verpflichtung von Metzelder und Pepe auf die rechte Abwehrseite wechselte.
Auf der Rechtsverteidigerposition kam Ramos' Offensivdrang voll zur Geltung, doch in der Defensive leistete er sich häufig Fehler. In seinen ersten vier Jahren bei Real Madrid erinnerten sich die Fans an seine 20 Tore, waren aber auch besorgt über seine Fehler. Im spanischen Nationalderby wurde Ramos von Junior ausgetrickst und wiederholte sogar die "Boateng-Tragödie", die zum Schmerz seiner Karriere wurde. Aufgrund der Leistung und 27 Millionen Euro Preis nicht übereinstimmen, wurde Ramos einmal "Wasser Waren" von chinesischen Fans genannt.
Mit der Ankunft von Mourinho änderte sich dies alles. Carvalho war verletzt, Averoa kam und Ramos kehrte auf die Innenverteidigerposition zurück. Obwohl er in der Mitte der Abwehr manchmal etwas haarig war, konnte er dank seiner Körperlichkeit viele gegnerische Angriffe entschärfen. In der Offensive, insbesondere bei Kopfbällen, konnte er seine Fähigkeiten voll ausspielen.
Zwischen Mourinho und Ramos kam es jedoch zum Streit, und ihre Beziehung ging in die Brüche. Bei der 0:5-Niederlage im Camp Nou wurde Ramos für ein Foul an Lionel Messi des Feldes verwiesen, und Mourinho erlaubte ihm nicht, sich zu entschuldigen, was zu weiteren Spannungen zwischen den beiden führte. In einem anderen Spiel der Copa del Rey machte Mourinho Ramos für einen Fehler verantwortlich, woraufhin Ramos zurückschlug und Mourinhos wunden Punkt ansprach.
Nach Mourinhos Abgang wurden Ramos und Casillas zu den Anführern des "Anti-Mourinho"-Lagers. Als Mourinho 2013 zu Chelsea zurückkehrte, fanden Ramos und Casi unter dem neuen Trainer Carlo Ancelotti ihren Weg zurück in die Startformation. Obwohl Ramos immer noch einen Groll gegen Mourinho hegt, sagte er in einem Interview, dass er "am meisten von ihm gelernt hat". Nach dem Abgang von Zidane zog Florentino Mourinho als Nachfolger in Betracht, aber Ramos war dagegen und Ancelotti kehrte schließlich zurück.
Von 2005 bis 2010 scheiterte Real Madrid sechs Jahre in Folge im Achtelfinale der Champions League, das als "Champions-League-Achtelfinale" bekannt ist. Während der Regierungszeit von Jose Mourinho überquerte die Mannschaft zwar das Achtelfinale, scheiterte aber zweimal im Halbfinale. Bis Carlo Ancelotti übernahm, gewann Real Madrid nach 12 Jahren wieder die Champions-League-Trophäe, Ramos läutete die glorreichste "9248-Zeit" seiner Karriere ein.
Im Champions-League-Finale 2013-2014 traf Real Madrid im Stadium of Light in Lissabon auf Atletico Madrid. In der ersten Halbzeit nutzte Godin einen Fehler von Casillas zum Torerfolg. In der Nachspielzeit der zweiten Halbzeit sorgte Ramos mit einem Kopfballtor in der 92. Minute und in der 48. Sekunde für den Ausgleich und schließlich für den 4:1-Sieg von Real Madrid, der damit die zehnte Champions-League-Trophäe gewann. Mit diesem Tor wurde Ramos vom "Wasserträger" zum "Wassermeister".
Die "9248-Zeit" ist zu einem der klassischen Momente von Real Madrid geworden. Ramos sagte, das Tor erfordere viel Laufen, Springen, Schießen und Torwartspiel, und Modrics Pass war hervorragend. Er deckte sich selbst, indem er sich bewegte und schoss schließlich das Tor, als Godin ihn nicht erreichte.
"Ich denke an die DNA von Real Madrid: Kämpfen bis zum Schluss. Wann immer es eine Chance gibt, auch wenn es nur für eine Minute oder eine Sekunde ist, bin ich davon überzeugt, dass wir es schaffen können."
Die Mannschaft geriet 2015 in Turbulenzen, als Carlo Ancelotti entlassen wurde. Nachdem Zidane das Ruder übernommen hatte, holte Real Madrid den dritten Champions-League-Titel in Folge, wobei Ramos erneut im Mittelpunkt stand. Im Champions-League-Finale 2017-2018 verletzte Ramos Salah in einem Gerangel, und obwohl der Schiedsrichter keine gelbe Karte zeigte, sorgte seine Aktion für Kontroversen unter den Fans.
Ramos, der Rekordhalter für die meisten Roten Karten in La Liga und sogar in den fünf besten europäischen Ligen, hat ein schroffes, schurkisches Image, das tief in den Herzen der Menschen verwurzelt ist. Vielleicht wird ihm dieses Image für immer erhalten bleiben.
