Реал Сосьедад договорился с Реалом о годичной аренде 25-летнего полузащитника. Летом следующего года баски в обязательном порядке выкупят своего воспитанника за 16 миллионов евро.
Ильярраменди провел в Реале два сезона, отыграв во всех турнирах 90 матчей. Несмотря на внушительное количество матчей, хавбек игроком стартового состава галактикос никогда не считался.
Летом 2013 года Реал Сосьедад провернул одну из крупнейших сделок в истории клуба, отпустив Асьера Ильярраменди в Мадрид за 30 миллионов евро.
