ריאל מדריד קסטיליה (בעבר "ריאל מדריד ב'"), שנוסדה במקור ב-1930 כמועדון עצמאי והפכה לקבוצת המילואים של ריאל מדריד ב-1948, משחקת כיום בליגה הספרדית השלישית ומארחת את משחקיה באצטדיון אלפרדו די סטפנו. לאורך ההיסטוריה היא החליפה שמות מספר פעמים: ב-1972 נקראה "קסטיליה", ב-1991 שונה שמה ל"ריאל מדריד ב'", ומ-2004 היא חזרה לשם "ריאל מדריד קסטיליה". ההישג הגדול ביותר שלה היה זכייה באליפות הליגה השנייה בעונת 1983/84, הישג חד פעמי, בנוסף לארבע אליפויות בליגה השלישית (1990/91, 2000/01, 2004/05 ו-2011/12). אחד הרגעים הבולטים ביותר היה הגעתה לגמר גביע המלך הספרדי ב-1980, שם הפסידה 6-1 לקבוצת האם ריאל מדריד, ועקב כך העפילה לגביע אירופה למחזיקות גביע בעונה שלאחר מכן. הקבוצה משמשת חממה לכישרונות צעירים, כששחקניה בעבר כוללים את מלך השערים של הליגה ב-2007/08, חוסה קאייחון, ואת אנטוניו בלנקו שזומן לנבחרת ספרד הבוגרת ב-2021 בשל בידוד של שחקנים אחרים עקב נגיף הקורונה. מאז ירדה הקבוצה פעמיים לליגה השלישית (ב-2006/07 ושוב ב-2013/14), אך היא ממשיכה להיות בסיס חשוב לפיתוח שחקנים עבור המועדון המלכותי.