Los Blancos langsung memboyong Vinicius Junior dari Flamengo pada tahun 2018. Namun demikian, Real Madrid belum mau memberikan kesempatan emas kepadanya. dia sempat mencicipi tim kedua Real Madrid dan berhasil mencatatkan empat gol.
Vinicius Junior memulai debut pertamanya di tim utama pada 29 September 2018. Saat itu, Real Madrid berhadapan dengan Atletico Madrid, pemain 21 tahun itu dimainkan pada menit 87, namun tak dapat mengubah keadaan sehingga laga selesai dengan skor imbang (0-0).
Sekian lama berada di skuad, Vinicius Junior baru dipercaya menjadi sebelas pemain awal (starter) pada 31 Oktober 2018. Kala itu, Los Blancos berhasil mengalahkan Mellila (4-0) di Copa Del Rey 2018. Namun, dia belum juga berhasil mencetak gol untuk tim senior.
Pada akhirnya, Vinicius Junior mampu mencatatkan gol pertamanya untuk Real Madrid tepatnya pada 1 Maret 2020. Hebatnya, dia mencetak gol saat pertandingan bertajuk El Clasico. Los Blancos menang atas Barcelona (2-0).
Saat ini, Vinicius Junior tercatat sebagai pemain utama Real Madrid yang selalu masuk starting line-up. Sejauh ini dia telah membukukan 36 gol dan 43 assist selama 170 penampilannya bersama Real Madrid di semua kompetisi.
Vinicius Junior juga dipercaya sebagai pemain Timnas Brasil. Pada 28 Februari 2019, dia memulai debutnya bersama Tim Samba saat pertandingan persahabatan melawan Panama dan Republik Ceko.
Hingga saat ini, Vinicius Junior tercatat sudah membukukan 23 gol, dengan rincian satu gol untuk Timnas Brasil, 17 gol untuk Timnas Brasil U-17, dan enam gol untuk Timnas Brasil U-15.