Il arrive à la 'Maison Blanche' le 1er juillet 2009 et s'adjuge peu à peu une place de titulaire à force de travail acharné, se manifestant par des buts et passes décisives. À 21 ans, il enflamme Bernabéu.
Florentino Pérez, qui fait son retour à Madrid, enrôle l'un des meilleurs attaquants du moment, permttant à son équipe de gagner en présence dans la zone de vérité adverse, même si tout ne coule pas de source.
Le Français a toujours été sous le feu des critiques depuis ses débuts, mais cela n'a pas empêché ses entraîneurs de le garder dans leurs onze initiaux. Avec Pellegrini, le Français commence à devenir un élément important de l'équipe.
Après le départ du Chilien, Mourinho débarque et le relègue au second plan. C'est l'une des périodes les plus difficiles de la carrière de Benzema au Real, mais le départ du Portugais est une bonne chose pour lui. En effet, avec Ancelotti, il voit son rôle changer.
Dès lors, l'attaquant devient à nouveau un indéboulonnable de l'équipe, tout comme avec Benítez et Zidane. Ce dernier choie Karim, pour tirer de lui le meilleur rendement possible.
Trois Ligues sont remportées par un Madrid que tout le monde envie mais 'Zizou' s'en va et Lopetegui fait son arrivée à la capitale espagnole. Avec le technicien espagnol, Benzema garde sa place et le remplacement de Lopetegui par Solari ne change rien aujourd'hui, ce dernier le considérant comme un titulaire indiscutable.