Największe europejskie kluby, takie jak Barcelona i Real Madryt, jako pierwsze wykazały zainteresowanie pozyskaniem młodego napastnika po jego znakomitych występach dla Flamengo i reprezentacji Brazylii, do tego stopnia, że podczas Młodzieżowego Pucharu Piłki Nożnej w São Paulo katalońska drużyna wysłała skauta, aby uważnie obserwował występy Viníciusa. Zarówno Real Madryt jak i Barcelona złożyła swoje oferty Viniciusowi, a ten wybrał Real Madryt. Królewscy mieli zapłacić 45 milionów euro, aby napastnik dołączył do nich przyszłym sezonie, kiedy skończy 18 lat, a przepisy pozwolą na jego transfer.
Real Madryt 23 maja 2017 Real Madryt wydał oficjalny komunikat informujący o transferze zawodnika, który dojdzie do skutku w lipcu 2018. Zgodnie z nim początkowo zakładano, że Vinícius, na zasadzie wypożyczenia, pozostanie we Flamengo do lipca 2019, chyba że oba kluby ustalą inaczej.
Lata 2018–21: Rozwój i adaptacja do Hiszpanii 20 czerwca 2018 został zaprezentowany jako nowy zawodnik Realu Madryt. W sezonie ligowym wystąpił w 29 meczach, strzelając trzy gole, a Real Madryt wygrał La Ligę 2019/20.