Efter en mållös första halvlek tog hemmalaget Villarreal ledningen i den 46:e minuten efter ett fint anfall. Målskytt, Yeremi Pino.
En knapp kvart senare kvitterade Karim Benzema på straff. Glädjen blev dock kortvarig för huvudstadsklubben. I den 63:e minuten tilldömdes Villarreal straff – Gerard Moreno var bergsäker – och 2–1 var ett faktum.
Därefter missade Real Madrid ett par jättechanser att kvittera, och slutresultatet skrevs således 2–1 till Villarreal.
– Det var en väldigt öppen match, med chanser åt båda håll. På grund av små detaljer tar vi ingenting med oss härifrån. Ibland händer dessa saker. Låt oss se misstagen och försöka bli bättre, säger Real Madrids Lucas Vázquez enligt Marca.
Förlusten var Real Madrids andra denna säsong.
Villarreal kliver i och med segern upp på femte plats i den en aning haltande tabellen.
Real Madrid ligger fortsatt tvåa i La Liga, på samma poäng som ledarna Barcelona. Förlusten innebär även att Barcelona, som har spelat en match mindre, har chans att rycka till sig en trepoängsledning i den spanska ligan. Barcelona möter ligafyran Atlético Madrid på bortaplan under söndagen.