Manager Zinedine Zidane havde valgt sin stærkeste opstilling til onsdagens møde med Valencia, der ligeledes havde Daniel Wass med hele kampen.
Los Blancos bragte sig tidligt foran, da Toni Kroos allerede efter et kvarters spil sendte kongeklubben på 1-0 på et mål direkte på hjørnespark.
I slutningen af anden halvleg kunne Isco fordoble den føring med sit mål til 2-0, inden Luka Modric i midten af anden halvleg lukkede og slukkede kampen, inden Dani Parejo i kampens overtid gjorde det til 1-3 på et straffespark oven på en fejl af Sergio Ramos.
Kampen blev, ligesom morgendagens anden semifinale samt finalen i weekenden, spillet på King Abdullah Sports City i Saudi Arabien.
Torsdag aften mødes FC Barcelona og Atletico Madrid i et opgør, hvor vinderen møder Real Madrid i søndagens finale.
