Le joueur de 27 ans quitte Anfield en tant qu'agent libre après que Liverpool et son camp n'ont pas réussi à réduire l'écart sur sa valeur et ses salaires, mettant fin à un séjour de cinq ans à Merseyside.
Le Real Madrid a confirmé le transfert dans un communiqué.
"Il deviendra un joueur du Real Madrid pour les quatre prochaines saisons, jusqu'au 30 juin 2030," a déclaré le club.
Konate a rejoint Liverpool en provenance du RB Leipzig en 2021 pour 35 millions de livres sterling avec un contrat de cinq ans et a ensuite effectué 183 apparitions dans toutes les compétitions pour le club.
Il a remporté la Premier League, la FA Cup et deux League Cups pendant son temps à Anfield, s'établissant comme un titulaire aux côtés de Virgil van Dijk en défense centrale.
Konate est actuellement avec la France pour la Coupe du Monde 2026.
Avant de rejoindre l'équipe nationale, il a parlé de sa dernière apparition pour Liverpool, lors de la victoire 2-1 contre Brentford le 24 mai qui a clôturé la saison de Premier League.
"Je ne savais pas que ce serait ma dernière fois à porter ce maillot devant vous," a-t-il déclaré.
Il a ajouté qu'il avait été profondément attristé de ne pas avoir eu la chance de dire au revoir aux supporters ce jour-là.
Le Real Madrid suit la situation de Konate depuis des mois et a agi rapidement une fois que son départ de Liverpool a été confirmé, ajoutant un vainqueur de la Premier League à leurs options défensives sans coût de transfert.
Le Bayern Munich, le FC Barcelone et plusieurs clubs saoudiens avaient également manifesté de l'intérêt pour le défenseur central, mais le Real Madrid a été le premier à faire une approche concrète une fois qu'il est devenu clair qu'il ne resterait pas à Anfield.
L'accord continue un schéma récent de joueurs d'Anfield se dirigeant vers le Bernabeu, Konate devant rejoindre ses coéquipiers en équipe de France Kylian Mbappe, Aurelien Tchouameni, Eduardo Camavinga et Ferland Mendy, qui sont déjà établis dans la capitale espagnole.
Liverpool a déjà agi pour combler le vide en défense, en concluant un accord pour faire venir son compatriote Jeremy Jacquet de Rennes cet été.