Una semana después, el Real Madrid gana al Atlético de Madrid en partido de liga, camiseta bayern munich convirtiéndose Mourinho en el primer entrenador en la historia del Madrid que encadena cuatro victorias seguidas en el campo del Atleti. Apenas una semana después, el 27 de abril de 2011, el F. C. Barcelona ganó 0-2 al Real Madrid en el partido de ida de la semifinal de la Liga de Campeones de la UEFA en un partido marcado por la polémica arbitral, con diversos incidentes y en el que un jugador del Real Madrid y el propio Mourinho acabaron expulsados. Cinco días más tarde, en el partido de liga contra el Valencia en Mestalla, Mourinho llega a los 150 partidos oficiales con el Real Madrid. El 10 de marzo, en el encuentro de liga contra el Celta de Vigo, Mourinho igualó los 103 partidos de Miljanic en esta competición, llegando a ser el quinto entrenador por números de partidos en Liga en la historia del Real Madrid.
En este partido, en el que consigue la victoria por un 2-0 (quedándose a un gol de la remontada), Mourinho consigue llegar a 125 partidos ganados con el Real Madrid, siendo con este club el que más victorias ha conseguido en su carrera como entrenador. Su tercera temporada en el club blanco arrancó ganando la Supercopa de España el 29 de agosto de 2012, al Barcelona con un resultado global de 4-4, ganando por la regla del gol de visitante (3-2 en la ida y 2-1 en la vuelta jugada en el Bernabéu). El 22 de diciembre de 2012, en el encuentro de liga contra el Málaga, Mourinho alcanzó 400 partidos como técnico de Primera División, con un balance de 282 victorias, 79 empates y 39 derrotas. Empezó la liga empatando a 4 contra Granada C. F. y tras una mala racha cosechó varias victorias consecutivas hasta la derrota contra la S. D. Eibar en el Estadio Municipal de Ipurúa tras terminar la primera vuelta de forma excelente con victorias fuera de casa contra la Real Sociedad y Sevilla F. C. se fichó a Paco Alcácer, fichaje más caro de la historia del club. El 4 de mayo, gana al Valladolid por 4-3 en partido de liga, consiguiendo el Real Madrid de Mourinho ser el segundo en la historia del club en Liga en goles marcados en casa.
El 11 de noviembre, en el partido de liga en el Ciudad de Valencia, con 87 partidos en la Primera División, alcanza los 250 goles en liga, convirtiéndose en el quinto técnico en la historia del club que llega a esta cifra, siendo también el que mejor porcentaje de tantos por partido tiene en este grupo de cinco técnicos. Fue precisamente en el 50º aniversario de la entidad, en 1998, cuando uno de los miembros fundadores de la Bundesliga descendió por primera vez a la categoría de plata del fútbol alemán. El mejor equipo de la liga en el momento del abandono, Omonia Nicosia, fue seleccionado para jugar en la UEFA Champions League 2020-21 por la Asociación de Fútbol de Chipre, entrando en la primera ronda de clasificación, pendiente de confirmación de la UEFA. De los cuatro equipos, el primer equipo juega en la segunda división más alta, la Münchner Spielklasse Bezirksliga. El 28 de mayo de 2010 se hizo oficial el fichaje de José Mourinho por el Real Madrid por cuatro temporadas. El 22 de mayo de 2010, minutos después de lograr la tercera Liga de Campeones de la historia del Inter, confirmó sus intenciones de marcharse al Real Madrid.
Dijo que solo había dos formas para que él dejara el Chelsea: si el Chelsea no le ofrecía un nuevo contrato en junio de 2010, o si el Chelsea lo despedía. El 30 de noviembre de 2010, Mourinho y el club son multados por provocar, presuntamente, dos expulsiones en el partido de la Liga de Campeones contra el Ajax con 40 000 euros. El 9 de abril, gana al Athletic Club en partido de Liga, consiguiendo Mourinho ser el tercer entrenador con más puntos ganados en sus primeros 31 partidos de Liga con el Madrid. Cuatro días más tarde, en el partido de liga en el Bernabéu, gana al Barcelona jugando como local, no ocurriendo en Liga desde el 2008. El resultado tiene todavía más impacto debido a la alta cantidad de canteranos y habituales suplentes en el once blanco. El 15 de enero, en el partido de ida de cuartos de la Copa contra el Valencia, Mourinho llega a los 600 partidos como entrenador, con un balance de 406 partidos ganados, 119 empatados y 75 perdidos. De esta manera, Mourinho ha superado todas las eliminatorias de cuartos de final de la Champions que ha disputado.