Merel van Dongen gav Atletico ledningen redan efter fem minuter när hon fick tag på bollen i efterspelet av en hörna och placerade in bollen i mål. Real-spelarna protesterade direkt och tyckte att det var hands men målet kvarstod.
I den 52:a minuten snackade Kosovare Asllani sig till ett gult kort och svenskan byttes sedan ut i den 85:e minuten.
Trots drygt sex tilläggsminuter och att Reals bästa målchans i matchen kom i slutminuterna lyckades de inte spräcka nollan och Atletico tog alla tre poäng.
Real Madrid ligger trea i Primera división femenina.