自1955-56赛季开始，皇马就作为欧洲最高水平的足球赛事之一，频频参加欧洲冠军联赛（UEFA Champions League），共出战了58次，几乎占据了欧洲冠军联赛的半壁江山，是史上唯一13次夺取欧洲联赛冠军的俱乐部。
1955-56赛季，皇马以兴趣组的形式参加欧洲冠军联赛，但最终在半决赛中败给比利时的标准列日队，未能晋级决赛。之后，皇马在1956-60赛季四连冠，成为欧洲冠军联赛史上首支四连冠俱乐部，并在1997-98赛季、1999-00赛季和2001-02赛季再次三连冠，可谓举世闻名。
2007-08赛季，皇马以6-5的总比分击败拜仁慕尼黑，夺得欧洲冠军联赛冠军，这是皇马队历史上第9次夺冠，也是继1956-60赛季四连冠后，再一次收获欧洲冠军。
2013-14赛季，皇马以4-1击败拜仁慕尼黑，夺得了第10次欧洲冠军联赛冠军，这是皇马历史上第二支夺得十次欧洲冠军联赛冠军的俱乐部，仅次于AC米兰，使皇马在欧洲足球史上更加倍增光彩。
2016-17赛季，皇马在欧洲冠军联赛中以4-1击败尤文图斯，夺得第11次欧洲冠军联赛冠军，这是皇马队历史上第三支夺得十一次欧洲冠军联赛冠军的俱乐部。
2017-18赛季，皇马以3-1击败拜仁慕尼黑，夺得了第12次欧洲冠军联赛冠军，创下了欧洲足球史上最多夺冠次数的单个足球俱乐部的纪录，是欧洲足球史上最伟大的俱乐部。
2018-19赛季，皇马以3-1击败波尔图，夺得了第13次欧洲冠军联赛冠军，这是皇马队历史上第二支夺得13次欧洲冠军联赛冠军的俱乐部，仅次于AC米兰。这也有力地证明了皇马一贯的实力和可靠性，也把欧洲球迷见证了皇马在欧洲足球史上的无与伦比的地位。
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