หลังจากช็อกแฟนบอล ด้วยการย้ายมาอยู่กับเรอัล มาดริด ด้วยค่าตัวสถิติโลก 62 ล้านยูโร เป็น 1 ในกาลาติกอสของเรอัล มาดริดในช่วงนั้น ผนึกกำลังกับ ซีเนอดีน ซีดาน , เดวิค แบ็คแคม, โรนัลโด้ รวมกับนักเตะเก่าของมาดริด อย่างราอูล กอนซาเลซ , โรเบอร์โต้ คาลอส , เฟอนันโด เอียร์โร่ , โคลด มาเกเลเล่ ถือว่าเป็นทีมที่มีขุมกำลังแกร่งทั่วแผ่นในยุคนั้น
ฤดูกาล 2000/2001 ซีซั่นแรกของฟิโก้ ที่ลงเล่นในสีเสื้อของเรอัล มาดริด ฟิโก้พาเรอัล มาดริด คว้าแชมป์ลาลีก้าได้ทันที ทิ้งห่างอันดับ 2 ลาคอรุญญ่า 7 คะแนน ขณะที่อริตลอดกาลอย่างบาเซโลน่าจบที่อันดับ 4 ตามหลังมาดริดถึง 17 คะแนน
ฤดูกาล 2001/2002 หลุยห์ ฟิโก้ และบรรดาดาวดังของเรอัล มาดริด มิอาจหยุดความร้อนแรงของบาเลนเซีย ที่มีราฟาเอล เบนิเตซคุมทัพบาเลนเซีย ที่มี ฮวน พาโบล ไอมาร์ เป็นตัวขับเคลื่อนเกม พร้อมกับรูเบน บาราฆา และดาวิด อัลเบลด้า คอยคุมเกมแดนกลาง คว้าแชมป์ลาลีก้าไปครองด้วยการมีแต้มเหนือเรอัล มาดริดที่จบที่อันดับที่ 3 ถึง 9 คะแนน แต่เรอัล มาดริด ก็กู้หน้าด้วยการเป็นแชมป์ยูฟ่าแชมป์เปียนลีกในฤดูกาลนั้น
ฤดูกาล 2002/2003 หลุยห์ ฟิโก้ พาเรอัล มาดริด กลับมาทวงความยิ่งใหญ่ในลาลีก้าคืน ฟิโก้ลงสนาม 48 นัดรวมทุกรายการ เฉพาะในลาล้า 33 นัด พาทีมคว้าแชมป์มาครองได้สำเร็จ เฉือนชนะเรอัล โซเซียดัด ทีมฟอร์มแรง แค่ 2 คะแนน
ฤดูกาล 2003/2004 หลุยห์ ฟิโก้ ยังคงเป็นกำลังหลักของเรอัล มาดริดเช่นเคย ลงสนาม 55 นัดรวมทุกรายการ ยิงได้ 12 ประตู แต่เรอัล มาดริด จบแค่อันดับที่ 4 ไม่มีแชมป์ใดๆ ติดมือเลยแม้แต่ถ้วยเดียว ส่วนแชมป์ลีกกลับมาเป็นของบาเลนเซียอีกครั้ง
ฤดูกาล 2004/2005 ฟิโก้ ยังเป็นกำลังหลักของเรอัล มาดริด เหมือนเดิม ลงสนาม 43 นัด รวมทุกรายการ ยิงไป 7 ประตู เรอัล มาดริด จบที่ตำแหน่งรองแชมป์ตามหลังบาเซโลน่าทีมแชมป์ 4 คะแนน และนั้นเป็นฤดูกาลสุดท้ายของฟิโก้กับเรอัล มาดริด ก่อนที่เขาจะย้ายไปอยู่กับอินเตอร์ มิลาน แบบไม่มีค่าตัวในปี 2005