Barcelona vann med 4-1 efter ett tidigt ryck i matchen. Katalanskorna satte 1-0 i den 14:e minuten och utökade till 2-0 i 23:e.
Åtta minuter före paus rullade Asisat Oshoala enkelt in 3-0 nära mål.
Sofia Jakobsson spelade från start i Real Madrids anfall medan Kosovare Asllani – som uppges vara het på marknaden – bänkades.
Barcelona är regerande ligamästare i Spanien och spelade Champions League-final 2019.
Serieledaren satte 4-0 med 20 minuter kvar. Kort därefter blev Real Madrids målvakt Misa utvisad efter att ha räddat en boll långt utanför straffområdet.
Gästerna reducerade förgäves med nio minuter kvar då Sofia Jakobsson ordnade straff, som Olga Carmona förvaltade till 1-4.
Det var Madrids första förlust i ligan på fyra matcher. Barcelona har inte förlorat en ligamatch sedan i maj 2019.
ARKIV: Hedvig Lindahl om succécomebacken (14 jan 2021)