شفقنا ورزشی_ درخشش وی در جام جهانی ۲۰۱۴ و صعود کاستاریکا تا مرحله یک چهارم پایانی باعث شد که رئال مادرید به جذب او علاقه مند شود. در ۳ اوت ۲۰۱۴ رئال مادرید کیلور ناواس را به قیمت ۱۰ میلیون یورو به خدمت گرفت[۱] و او با قراردادی ۶ ساله به عضویت رئال مادرید آمد.
بازی اول او به همراه تیم ۱۲ اوت ۲۰۱۲ بود اما برای بازیهای یوفا سوپر جام اروپا ۲۰۱۴ نیمکت نشین کاسیاس بود. اما پس از ترک رئال توسط کاسیاس به شماره یک رئال تبدیل شد. او در دوازده بازی ابتدایی فصل ۲۰۱۵–2016 لالیگا با محافظت از دروازه رئال فقط سه گل دریافت کرد و رکوردی تاریخی در لالیگا به جا گذاشت. از جمله رکوردهایی که او از خود به جا گذاشت گل نخوردن در بازی های گروهی چمپیونز لیگ بود که از این لحاظ بین دروازه بانان تاریخ لیگ قهرمانان اروپا دومین دروازه بان برتر می باشد البته در زمانی که او وارد رئال شد با واکنش های خوب و منحصر به فرد در بازی ها توانست نظر مربیان این تیم را جلب کند تا از خرید دروازه بان اول برای این تیم منصرف شوند.