К концу 1920-х в «Эспаньоле» собралась команда, которая могла бы конкурировать с той, что Замора покинул десятилетием ранее. «Эспаньол» выиграл еще один чемпионский титул в Каталонии в сезон 1928/29 и, что было очень важно для самого Заморы, дошел до финала Кубка Короля. Из-за дождя, обрушившегося на Валенсию в тот день, игра вошла в исторические анналы под названием final del agua – финал воды. Замора блистал, а «Эспаньол» победил 2:1, и Сантьяго Бернабеу, который двумя годами ранее стал одним из трех гендиректоров «Реала», был поражен его игрой, признав, что талант и харизма вратаря способны вывести его клуб на тот уровень, о котором он мечтал.

Но подписать игрока «Реал» не мог до октября 1930 года, но, когда это случилось, переход вызвал бурю обсуждений. Когда Замора прибыл в Мадрид на поезде, ему пришлось выступить с речью прямо на перроне, словно он был каким-нибудь иностранным государственным деятелем. Другие, быть может, и стушевались бы на его месте, но Замора был шоуменом от природы, он заявил, что приехал играть туда, «где публика понимает футбол». И хотя он утверждал, что у него «осталось много друзей в Барселоне», можно только предполагать, как много людей почувствовало себя оскорбленными обвинением в том, что они ничего не смыслят в футболе. Хасинто Кинкосес, великий защитник, перешедший в «Реал Мадрид» из «Депортиво Алавес» в следующем сезоне, заметил, что Замора в то время был «более знаменит, чем Грета Гарбо, и выглядел лучше». Четыре года спустя, когда Нисето Замора, либеральный политик, который был однофамильцем голкипера, стал президентом Испании, Сталин, как гласит легенда, воскликнул: «А, этот вратарь!»

Замора стал первой большой звездой «Реала», перешедшей в стан команды во времена, когда «Атлетик Бильбао» и «Барселона» правили бал в испанском футболе. Приглашение голкипера в клуб стало первым значимым решением Бернабеу в качестве менеджера, а фурор, который произвел на всех его переход, оказался сопоставим с уровнем игры, что он демонстрировал на поле. Он дебютировал в региональном первенстве в игре с «Расингом де Мадрид», а на следующую его игру, против мадридского «Атлетико», на «Чамартин» пришло столько болельщиков «Реала», что конной полиции пришлось в срочном порядке выдвигаться к стадиону, чтобы предотвратить давку.

Во втором тайме Замора совершил бросок в ноги Буирии, получил удар по голове и упал на газон, обездвиженный. Его унесли, и он не мог вернуться в строй до 8-го тура чемпионата. В первых 7 матчах сезона «Реал Мадрид» пропустил 17 голов; в оставшихся 11 команда пропустила лишь 10 раз, но все равно финишировала в таблице лишь на 6-м месте. В следующем сезоне, после переходов Кинкосеса и Эррасти Сириако, а также форварда Луиса Регейро, да еще и с Заморой в великолепной форме, «Реал» сумел пройти всю 18-матчевую дистанцию чемпионата без единого поражения, пропустив лишь 15 мячей, и в первый раз в истории выиграл Ла Лигу. На следующий год они защитили титул и выиграли Кубок годом позже; никто не ставил под сомнение то, что Замора сыграл ключевую роль в этих успехах. Он также провел 46 матчей за сборную Испании и был признан лучшим голкипером чемпионата мира 1934 года в Италии, несмотря на то что пропустил переигровку матча второго раунда, в котором Испания уступила хозяевам турнира, из-за удара по горлу, что ему нанес Анджело Скьяво.