Laget gjorde 2-1 på straff i 57:e minuten efter att Carlos Tevez fallit lätt när Carvajal uppvaktade bakifrån i samband med en snabb omställning.
Trots straffen blev Carvajal inte varnad men däremot Juves Arturo Vidal som lite för hetsigt krävde ett rött kort för Carvajal. Tevez tog själv hand om straffen och satte den iskallt högt mitt i målet när Casillas slängde sig.
Efter ledningsmålet satte Juve defensiven främst nöjda med resultatet.
Kramkalas efter segern
Juventus spelare kramade om varandra med ett glatt kroppsspråk efteråt.
– Det viktigaste var att vinna. Det är aldrig lätt mot Real och jag är väldigt stolt över laget, säger Patrice Evra.
Den förre Man U-spelaren pekar på att laget rider på en framgångsvåg.
– Ingen förväntade sig att vi skulle gå så här långt. Det är tolv år sedan vi gick lika långt, säger Evra enligt BBC.
Han hyllar Carlos Tevez som låg bakom 1-0 och gjorde 2-1.
– Han har United-blod precis som jag själv. Det är en mästare som haft en fantastisk säsong. Nu vill vi verkligen vinna Champions League, säger fransmannen.
Nytt Champions League-rekord av Ronaldo
Juventus fick en smakstart när laget tog ledningen mot Real Madrid med 1-0 efter nio minuter i den första semifinalen i Champions League. I mitten av första halvlek kvitterade Real till 1-1 genom superstjärnan Ronaldo.
Med målet gjorde han sitt 76:e i Champions League vilket är rekord. Han är nu ett före Barcelonas Leo Messi som kan gå i kapp och förbi i morgon mot Bayern München.
Carlos Tevez kom igenom på högerkanten och drog iväg ett tungt skott som Casillas tippade ut åt sidan. Där höll sig Alvaro Morata, som fostrats i Madridkubben, framme och slog in bollen från nära håll. Utan att fira. Real-spelarna ropade för offside men Morata var på rätt sida när skottet avlossades.
Målet satte en enorm fart på fansen på Juventus stadion. Stämningen var fantastisk med sjungande fans.
Men i den 27:e minuten utjämnade Real till 1-1. James Rodriguez förlängde från högersidan i straffområdet bollen in till Ronaldo som helt fri vid målet nickade in bollen. Med tanke på bortamålsregeln i cupmatcher var detta ett synnerligen viktigt mål. Det räcker med 1-0 hemma för att Real ska gå till final.