3 июня 2009 года, Football Italia сообщила, что новоизбранный президент Реал Мадрид, Флоренто Перес,предложил Милану €68.5 за Кака. Вице-президент Милана, Адриано Галлиани, не подтверждал предложение и сообщил, что он и отец Кака поехали в Мехико, чтобы встретиться с Ла Волпе. "Мы пообедали и говорили о Кака. Я не отрицаю это. Переговоры ведутся, но сделка до сих пор не совершена." 4 июня Галлиани сказал Gazzetta dello Sport, что финансовые мотивы были причиной его переговоров. "Мы не можем позволить Милану потерять €70 миллионов. Главной причиной отъезда Кака является финансовая проблема." 8 июня Милан и Реал договорились о переходе Кака в Мадрид на 6 лет.

Дебютировал Кака в 7 августа 2009 года в матче против Торронто, который закончился со счетом 5-1 в пользу Реала. Первый мяч за Реал забил 19 августа 2009 года, на предсезонном сборе, против дортмундской Боруссии. Дебютировал в Ла Лиге 29 август 2009 года против Депортиво . Свой первый гол в официальных матчах Кака забил в 5 м туре в матче против Вильярреала.

После 8-ми месячного перерыва, Кака вернулся на поле в матче против Хетафе, 3 января 2011 года, выйдя на замену Кариму Бензема на 77 минуте. "Я был очень рад вернуться к игре и снова сделать шаг на поле." Его первый гол после возвращения (первый гол в новом сезоне) был забит с передачи Криштиано Роналду, в матче против Вилльяреала 9 января 2011 года.5 августа 2010 было объявлено, что Кака получил травму и не сможет выйти на поле до следующего года.

В марте 2011 года у Кака обнаружилась травма, из-за которой он должен был пропустить несколько недель. Вернулся после травмы в матче против Валенсии. Он провел хороший матч, в котором забил 2 гола. По завершению своего второго сезона с командой, Рикардо выиграл вместе с Реалом Кубок Испании.

27 сентября 2011 года Кака провел один из лучших матчей в составе Реал Мадрид против Аякса, который закончился со счетом 3-0 в пользу Реала. Рикардо отметился забитым голом и результативной передачей. В этом матче он был одним из основных "строителей" атак команды, отдавая пасы на Озиля, Роналду и Бензема. Позже, он был признан лучшим игроком этого тура Лиги Чемпионов.

Это был его самый удачный старт: он забил 2 гола, отдал 2 результативные передачи и заработал пенальти в чужие ворота. Реал Мадрид выиграл Ла Лигу, закончив этот сезон с рекордными 100 очками. "Сливочные" остановились на стадии четвертьфинала Лиги Чемпионов, а Кака стал одним из лучших ассистентов с 5 передачами.

В августе 2012 года руководство итальянского Милана предприняло попытку вернуть звездного бразильца в стан "россонери", однако клубы не смогли договориться и к всеобщему горю фанатов Милана Кака остался в Мадриде.