Mittfältaren kommer senast från Monaco i Ligue 1 där han gjorde nio mål den gångna säsongen. Rodriguez fick sitt stora genombrott på den internationella scenen under VM i Brasilien där han vann skytteligan på sex mål varav ett av dem utsågs till turneringens vackraste mål.
Santiago Bernabéu var nästan fullsatt när colombianen presenterades på tisdagskvällen. James Rodríguez var fåordig när han ställde sig vid mikrofonen.
– Det är en dröm som blir sann. Heja Madrid, säger nyförvärvet.
Rodriguez blir Real Madrids andra VM-förvärv på kort tid. Förra veckan skrev Tysklands guldhjälte Toni Kroos på för klubben.