2005年夏天，拉莫斯以2700万欧元的那时高价，转会加盟皇家马德里。他也是弗洛伦蒂诺初度担任皇马主席时，签下的仅有一位西班牙球员。2700万欧元的价格，也成为了西班牙后卫转会最高价，那时的拉莫斯也不过仅仅只要19岁罢了。来到伯纳乌球场之后，拉莫斯接过了皇马传奇队长耶罗的4号球衣，年轻人的雄心勃勃可见一斑。在加盟银河战舰的首个赛季，拉莫斯回到了自己出道时的中后卫方位。跟着梅策尔德以及佩佩的加盟，拉莫斯又被拉到了更为熟悉的右后卫上。

虽然右后卫能够发挥出拉莫斯出众的进攻才能，可是那时他无法兼顾防卫、屡次失位的问题也被无限扩大。所以在加盟皇马的前四年，球迷们除了记住了拉莫斯20粒进球，更多的印象则是由于他的失误，回守的失误和进攻的冒失给球队造成了屡次险境，球队防卫经常从右路被翻开。在皇马对阵巴萨的西班牙国家德比中，当时无可匹敌的小罗在球场上像戏耍孩提相同把拉莫斯晃得找不到北，甚至屡次上演“博阿滕惨案”原地摔倒，这都是拉莫斯职业生涯生长之路上不可避免的痛苦回忆。由于表现很难对得起自己的2700万欧元身价，因此不少中国球迷也将拉莫斯称为“水货”。

一直到穆里尼奥到来，这样的情况才有所改变。由于彼时的皇马主力中后卫卡瓦略受伤病影响状态下滑，球队又引进了更擅于防卫的右后卫阿韦罗亚，因此拉莫斯也被魔力鸟从头安排回中卫方位。虽然在中路的防卫有时略显毛躁，可是拉莫斯出众的身体素质仍是能够屡次化解对手的攻势。他在进攻上尤其是头球上的造就，此时也得以实现最大程度的施展。

虽然穆里尼奥的到来，让拉莫斯逐渐生长为尖端中后卫，可是两人最终却爆发了巨大的矛盾，分别并不面子。在皇马0-5败走诺坎普一战中，拉莫斯在终场前下黑脚狠踹梅西被罚下，他还推搡了普约尔和哈维。拉莫斯预备在第二天开发布会致歉巴萨二老，但穆里尼奥不允许他这样做，狂人以为这意味着皇马在示弱。拉莫斯不顾穆里尼奥阻拦私自召开新闻发布会，穆里尼奥马上宣称拉莫斯受伤，而且用队内停赛的方式惩罚了他。而在另一场对阵巴萨的国王杯之后，穆里尼奥指责拉莫斯角球防卫中呈现失误，拉莫斯却反唇相讥：“什么？教练你现在会踢球了？你压根没踢过真实的足球，你不知道球场上到底会发生什么事情！”拉莫斯的言辞，可谓是直戳穆里尼奥痛点。

在穆里尼奥执教皇马后期，球队更衣室分成“倒穆派”和“挺穆派”，屡次被狂人置之不理的卡西利亚斯和拉莫斯，自然是“倒穆派”的领军人物。2013年夏天，穆里尼奥被皇家马德里辞退，但不久之后就重返斯坦福桥。拉莫斯则与卡西利亚斯一同，在新帅安切洛蒂手下重回首发。日后承受采访时，拉莫斯对穆里尼奥还算客气，称“自己在他身上学到最多”。不过据西班牙媒体泄漏，事实上拉莫斯对穆里尼奥的恶感仍旧没有散失。不久前齐达内脱离皇马之后，本来弗洛伦蒂诺想到的榜首代替人选便是穆里尼奥，可是拉莫斯却表示了反对，这才使得“老好人”安切洛蒂实现皇家马德里“二进宫”。

从2005年到2010年的6年时间里，在欧洲冠军杯1/8决赛中，皇家马德里相继被尤文图斯、阿森纳、拜仁慕尼黑、罗马、利物浦和里昂筛选。连续6年停步十六强，也让皇马得到了为难的欧冠十六郎这一称谓。在穆里尼奥执教的三年时间里，球队虽然终于跨过了1/8决赛，可是却两次倒在了半决赛，一次被拜仁击败停步八强。直到安切洛蒂拿起皇马教鞭，银河战舰刚才时隔12年，再一次捧起欧冠大耳朵杯。而这一次捧杯，则成果了拉莫斯皇马生涯最光辉的“9248时间”。

2013-2014赛季欧洲冠军杯，皇马相继筛选沙尔克04、多特蒙德和拜仁慕尼黑三支德甲球队闯入决赛。在葡萄牙里斯本的光亮球场，球队迎来了同城死敌马德里竞技的挑战。上半场竞赛中，床布军团的乌拉圭中后卫戈丁捉住卡西利亚斯失误时机，破门得分。竞赛时间一分一秒的消逝，下半场竞赛也到了伤停补时，就在所有人都以为马德里竞技将会捧起欧冠奖杯时，拉莫斯站了出来。下半场竞赛第92分48秒，莫德里奇开出角球，拉莫斯甩头破门，这粒进球协助皇马在最后时间读秒绝平马竞，并将竞赛拖入了加时赛，在加时赛中皇马士气大振，贝尔、马塞洛和C罗连进3球，最终皇马以4-1获胜，夺得了皇马历史上第10座欧冠奖杯。在这之后，拉莫斯曾经那“水货”的绰号，也变成了“水爷”。

“9248时间”成为了皇马队史上的经典瞬间之一，关于这粒至关重要的进球，拉莫斯相同印象深刻。“确实，那是个不错的时机，尤其是关于跑动、起跳、射门和门将而言，这个球涵盖了很多要素，我以为只要一个角度能够将球打进，莫德里奇的球传的非常好，我开始站在较远的方位，由于那里有很多的球员，我试着通过一些移动来掩护自己，我身边有戈丁、贝尔、C罗 ……我朝莫德里奇暗示了一下，然后走进去，在十分之一秒内，戈丁没有到达他的方位，那个时候他让我自己呈现在罚球点邻近，我就顶进了这个球，这也让我们赢得了加时赛的时间。”

“我想到了皇马的DNA战斗到最后一刻。只要有或许，哪怕只要一分钟或一秒钟，我一直都坚信我们能够做到。”

2015年夏天，安切洛蒂被皇家马德里辞退之后，球队阅历了贝尼特斯时代的动荡，可是跟着球队名宿齐达内被任命为皇马主帅，银河战舰完成了欧冠三连冠伟业，发明了又一个归于自己的欧冠王朝。不过在第三次攫取欧冠的过程中，拉莫斯再一次成为了主角，仅仅相关于梅开二度打进两粒精彩进球的贝尔，拉莫斯让球迷紧记的瞬间却并不那么美好。

2017-2018赛季欧冠决赛上，皇马迎来了利物浦的挑战。竞赛第26分钟，利物浦前场边线球，萨拉赫回撤接球，拉莫斯一路追防。萨拉赫在前场头球点了一下后，皮球离身体较远，萨拉赫和拉莫斯都在争抢有利方位，在拼抢过程中，发生了身体触摸。在剧烈的对抗下，拉莫斯失去重心，但两人的手臂依然纠缠在一同，萨拉赫扬起的手臂，被拉莫斯勾住，皇马队长在倒地之时，顺势将埃及人带倒。但不凑巧的是，倒地瞬间，萨拉赫的右手仍旧和拉莫斯搅在一同，埃及人不得不左手撑地，随后肩膀狠狠砸在地上。榜首次倒地后，萨拉赫通过短暂医治试图从头回到场上，但仍是痛苦难忍，不得不被替换下场。知道自己无法坚持踢完竞赛，萨拉赫在场上痛哭落泪的画面令人动容。萨拉赫的受伤成为了竞赛的重要转折点，最终皇马3-1完胜利物浦，实现“欧冠三连”这一荣誉。拉莫斯这次犯规虽然裁判都没有出示黄牌，可是这次有些粗犷的“老油条”行径，仍是使得水爷成为了球迷们口诛笔伐的对象。作为西甲联赛甚至是欧洲五大联赛的最多红牌纪录保持者，拉莫斯动作野蛮的恶汉形象，或许永远都无法被洗白了。