Po sezonie 2006/2007 odszedł z Liverpoolu po rozegraniu 127 meczów ligowych.
Real Madryt mały|Dudek oklaskiwany przez szpaler piłkarzy Realu Madryt w swoim pożegnalnym meczu przeciwko Almerii (2011) Przeszedł do występującego w hiszpańskim Primera División Realu Madryt na zasadzie wolnego transferu, z którym 20 lipca 2007 podpisał dwuletni kontrakt i został zmiennikiem dla Ikera Casillasa. W sezonie 2007/2008 zdobył mistrzostwo Hiszpanii i zaliczył jedno ligowe spotkanie przeciwko Realowi Saragossa, które zakończyło się remisem 2:2. W 2009 przedłużył kontrakt z Realem.
W grudniu 2010 podczas meczu Ligi Mistrzów z Auxerre uległ kontuzji (pęknięcie szczęki), a po operacji udał się na kilkutygodniową rekonwalescencję; w tym czasie jego miejsce w drużynie zajmował Antonio Adán. W 2011 po zwycięstwie Królewskich z FC Barceloną (1:0) w Walencji sięgnął po Puchar Króla. Po sezonie 2010/2011 odszedł z Realu Madryt, ostatnie spotkanie w Królewskich rozegrał 21 maja 2011 przeciwko UD Almeríi. Żegnany oklaskami przez kibiców i przechodzący w szpalerze utworzonym przez kolegów z drużyny, zszedł z boiska w 78. minucie meczu.