Il 6 gennaio 2019 è stato ingaggiato dal Real Madrid in cambio di 15,5 milioni di sterline. Dopo l’acquisto (non senza polemiche) di Joseba Etxeberria dalla Real Sociedad per 55 milioni di pesetas, la squadra è costretta a lottare per non retrocedere, ottenendo la salvezza solo all’ultima giornata di campionato. Al suo ritorno, tuttavia, il coach lo esclude dalle partite per punirlo della sua condotta indisciplinata, e solo in finale dopo che la squadra intera e lo stesso Mark lo supplicano, l’allenatore lo riammette nella squadra. La compagine biancorossa raggiunge inoltre la finale di Coppa del Re, persa per la terza volta con il Barcellona (3-1). La stagione si chiude con il ritiro dall’attività agonistica di Andoni Iraola, che lascia il club dopo dodici stagioni di militanza ininterrotta, con 510 partite disputate (quarto giocatore più presente di sempre con la maglia dell’Athletic). L’arrivo di Frederick Pentland come nuovo allenatore dei rojiblancos nel 1922 porta, oltre a un periodo di successi, anche ad alcune innovazioni, come l’allenamento fisso quotidiano e il pagamento di uno stipendio per i giocatori che vestono la maglia dell’Athletic. Perde a Torino per 1-0 e si impone al San Mamés per 2-1, ma la differenza delle reti segnate in trasferta è a favore dei bianconeri che si aggiudicano la coppa UEFA.
In Coppa UEFA il cammino proseguì fino ai quarti di finale. La squadra raggiunge i sedicesimi di finale di Europa League e conclude ottava in campionato. Il 25 novembre 2014, ad esempio, Totti era in campo (e segnò il suo ultimo gol in Champions League) a Mosca contro il Cska: quando la partita sembrava finita 1-0, i russi segnarono nei minuti di recupero e la Roma di Rudi Garcia fu praticamente eliminata dal girone. Il 16 dicembre successivo vince la Coppa del mondo per club in virtù della vittoria sui brasiliani del Grêmio per 1-0. Il 26 maggio 2018, seppur non disputando la finale, vince la sua prima UEFA Champions League grazie al successo del Real Madrid sugli inglesi del Liverpool per 3-1. Chiude la sua prima stagione in prima squadra con un bottino di due trofei vinti, 17 presenze e 2 reti messe a segno. Il match finisce 1-1 dopo i tempi supplementari e si decide ai rigori, dove i Blancos hanno la meglio sui Colchoneros con un complessivo 6-4. L’errore decisivo dal dischetto è del difensore colchonero Juanfran, che colpisce il palo. Gli anni sessanta e settanta sono poveri dal punto di vista delle competizioni. Gli inizi della storia dell’Athletic Club sono fatti di vittorie.
Egli vestirà la maglia rojiblanco per 18 stagioni consecutive e concluderà la carriera nel club. Termina la sua prima annata al club totalizzando 29 presenze. Il 25 agosto 2007, durante la partita Siviglia-Getafe, valida per la prima giornata del campionato spagnolo 2007-2008, Puerta venne colpito da un arresto cardiaco e perse conoscenza in campo. Una data storica è quella che vede per la prima volta i giocatori dell’Athletic Club vestirsi di rojiblanco, ovvero di rosso e bianco. In generale anche l’Athletic diviene un club che si interessa nella compravendita dei giocatori come vuole il calcio moderno. Centrocampista esterno, occasionalmente giocava anche come terzino sinistro. L’attaccante ha segnato nella vittoriosa finale del 2014 contro l’Atlético e ha trasformato l’ultimo rigore in quella di due anni dopo, segnando anche una tripletta nella semifinale di andata del 2017. Il portoghese ha affrontato l’Atlético 31 volte fra tutte le competizioni, segnando 22 gol (V14 P9 S8).