Kroos lett a kilencedik német játékos, Günter Netzer, Paul Breitner, Uli Stielike, Bernd Schuster, Bodo Illgner, Christoph Metzelder, Mesut Özil és Sami Khedira után, aki csatlakozott a Real Madridhoz. A 8000 szurkoló előtt tartott előadásán kijelentette, hogy a Real Madrid a "legnagyobb klub a világon" és "egy lépéssel a Bayern felett". Debütált a Sevilával a 2014-es UEFA Szuperkupán.
2014. augusztus 12-én megnyerte első trófeáját a Real Madridban.