在5月9日淩晨的歐冠半決賽次回合第2場比賽中，皇馬主場迎戰拜仁，經過激烈角逐，最終以2-1的比分戰勝對手，總比分達到4-3，成功淘汰拜仁，並且時隔一年再度晉級歐冠決賽。
首回合對決，兩隊在拜仁的主場戰成2-2平局。第二回合移師皇馬主場，上半場雙方繼續互有攻守。比賽剛開始13分鍾，皇馬一度非常接近得分，威尼休斯在禁區內低角度射門擊中門框，羅德裏戈的後續補射也被諾伊爾神勇化解。
拜仁隊獲得一次得分良機，第28分鍾，凱恩展現了極其出色的技術，在弧頂位置側身起腳勁射，皮球被盧寧做出神勇反應擋出了底線。
再次交鋒，坐鎮主場的皇馬率先展開攻勢。第59分鍾和第60分鍾這短暫的六十秒裏，羅德裏戈和威尼休斯接連進行了兩次極具威脅的攻門，均被諾伊爾以精彩表現成功攔截。
盡管局勢不利，但拜仁在第68分鍾率先取得進球。凱恩送出精準長傳，助攻替補登場的阿方索-戴維斯，這名左路球員內切後攻入精彩遠射，助拜仁總比分來到3-2。值得一提的是，這球也是阿方索-戴維斯歐冠生涯的首個進球。
安切洛蒂在比賽後期頻繁調整陣容，試圖提升進攻火力，展開最後的反撲。第71分鍾，皇馬一度取得進球，納喬的射門經過拜仁球員身體折射後入網。不過裁判在審視視頻助理裁判回放後，認定納喬在射門前推倒了對方球員360雨燕直播吧，因此判定進球無效。
第88分鍾，皇馬終於追平了比分，他們抓住機會扳平了比分。諾伊爾在防守中犯了低級錯誤，他的撲救動作出現了脫手，何塞盧立刻抓住這個機會，他迅速前插並補射進球，皇馬的總比分因此變成了3-3，他們成功追平了拜仁的比分。
加時賽剛開始，馬德裏競技又呈現了神奇的反撲，何塞盧取得雙胞胎進球，雖然裁判最初認定存在越位情況，不過後來視頻助理裁判介入，認定進球成立。
皇馬最終依靠何塞盧在比賽最後三分鍾的兩個關鍵進球，成功實現2-1逆轉拜仁，總比分達到3-2，因此淘汰了對手並得以晉級決賽。
皇馬時隔一年再度闖入歐冠決賽，隊史累計第十八次晉級，在歐洲各大俱樂部中奪冠次數始終名列前茅。此次決賽的對手是多特蒙德隊，這支球隊來自德國足球甲級聯賽。比賽將在溫布利球場舉行。本賽季的歐冠決賽定於6月2日淩晨三點整正式開始。
