Dana 23. svibnja 2017. potpisao je ugovor s Real Madridom. Ugovor je počeo vrijediti tek 12. srpnja 2018., na Viníciusov 18. rođendan, budući da igrači moraju imati barem 18 godina kako bi ostvarili transfer na međunarodnoj razini. Real Madrid je za Viníciusa navodno platio 46 milijuna eura što je druga najveća odšteta u povijesti brazilskog nogometa (najveća je Neymarova). Real Madrid je za Viníciusove usluge platio više nego bilo koji klub u povijesti za nekog igrača mlađeg od 19 godina.
Dana 20. srpnja 2018. Vinícius je predstavljen kao igrač Real Madrida. Za novi klub debitirao je u utakmici bez golova protiv gradskog rivala Atlética. Svoj prvi klupski pogodak postigao je 3. studenoga kada je Real Valladolid poražen 2:0. U UEFA Ligi prvaka prvi put je bio strijelac 11. prosinca 2019. kada je Club Brugge poražen 1:3. S Realom je osvojio La Ligu u sezoni 2019./20.
Dana 12. svibnja postigao je hat-trick protiv Levantea koji je poražen s visokih 6:0. U sezoni 2021./22. s Realom je ponovno osvojio La Ligu. Dana 28. svibnja 2022. s Realom je igrao finale UEFA Lige prvaka 2021./22. protiv Liverpoola. Tada je postigao jedini pogodak na utakmici. Tom pobjedom Real je osvojio UEFA Ligu prvaka rekordnih 14 puta. Imenovan je najboljim mladim igračem UEFA Lige prvaka 2021./22. te je uvršten u momčad natjecanja. S 22 pogotka, Vinícius je te sezone bio drugi najbolji strijelac Reala, iza Karima Benzeme.
Reprezentativna karijera
S Brazilom je osvojio južnoameričko prvenstvo do 15 godina održanom u Kolumbiji 2015. Bio je drugi najbolji strijelac tog natjecanja sa sedam postignutih pogodaka.
S Brazilom je također osvojio južnoameričko prvenstvo do 17 godina. Na tom natjecanju, održanom u Čileu 2017., bio je najbolji strijelac sa sedam postignutih pogodaka te je imenovan najboljim igračem natjecanja.
Za A selekciju Brazila debitirao je 10. rujna 2019. kada je Brazil izgubio 0:1 od Perua. Svoj prvi reprezentativni pogodak postigao je 24. ožujka 2022. kada je Čile poražen 4:0.
↑Rodríguez, José María. 22. prosinca 2018. El Madrid agranda su leyenda. Marca (španjolski). Spain. Inačica izvorne stranice arhivirana 8. listopada 2019. Pristupljeno 22. prosinca 2018.