Polski akcent w drużynie Królewskich. Jako bramkarz z uznaną pozycją w rozgrywkach Ligi Mistrzów zdecydował się zasilić szeregi Realu Madryt na zasadzie wolnego transferu, z którym 20 lipca 2007 podpisał dwuletni kontrakt i został zmiennikiem dla Ikera Casillasa. W sezonie 2007/2008 zdobył mistrzostwo Hiszpanii[5] i zaliczył jedno ligowe spotkanie przeciwko Realowi Saragossa. Spotkanie zakończyło się remisem 2:2. W 2009 przedłużył kontrakt z klubem.
W grudniu 2010 podczas meczu Ligi Mistrzów z Auxerre uległ kontuzj, a po operacji udał się na kilkutygodniową rehabilitację. W 2011 po zwycięstwie klubu z Madrytu z Dumą Katalonii (1:0) w Walencji dołożył nowe trofeum - Puchar Króla. Po sezonie 2010/2011 odszedł z Realu Madryt, ostatnie spotkanie w Królewskich rozegrał 21 maja 2011 przeciwko Almeríi. Był żegnany oklaskami przez kibiców i przechodził przez szpaler, który został utworzonym przez kolegów z drużyny. Boisko opuścił w 78. minucie meczu. Przed rozpoczęciem meczu pożegnalnego dostał od dyrektora sportowego klubu i prezesa statuetkę z wygrawerowanym napisem: „Jerzy Dudek: Real Madrid 2007–2011”, a także koszulkę z podpisami zawodników i trenerów.
Niedługo po odejściu z Realu Madryt zakończył piłkarską karierę.