El madrileño debutó de la mano de José Mourinho con la primera plantilla del Real Madrid en 2010 en la Romareda. Días más tardes haría lo propio en el Santiago Bernabéu frente al Levante en Copa del Rey, donde también logró su primer gol con la primera plantilla del equipo merengue.
En 2010 debutó en la Romareda y días más tardes anotó su primer gol con la primera plantilla
Morata siguió formando parte también de las categorías inferiores del Real Madrid, alternándolas siempre que José Mourinho decidiera contar con él. En 2012 pasaría a formar parte oficialmente de la primera plantilla madridista, a partir de entonces llegaría su debut en Uefa Champions League y con los diversos títulos que los de José Mourinho fueron consiguiendo. Su primer gol oficial como jugador de la primera plantilla precisamente llegó en Liga frente al Levante, dándole al equipo blanco una victoria 'in extremis' en su visita a tierras levantinas.
Con la llegada de Carlo Ancelotti al Real Madrid, el canterano llegó a disputar hasta un total de treinta y cuatro partidos entre Liga, Uefa Champions League y Copa del Rey; en la primera competición consiguió anotar ocho tantos en veintitrés encuentros, en la segunda un gol en cinco partidos y en la última no logró ningún gol a pesar de los seis partidos disputados.
Morata consiguió nueve goles en treinta y cuatro partidos en la temporada 2013-2014
En dicha temporada también coincidiría en la primera plantilla con otros compañeros con los que coincidió en su paso por el Real Madrid Castilla como eran Jesús Fernández, Nacho Fernández, Dani Carvajal y Jesé Rodríguez.
En el verano de 2014 se anunció su fichaje por la Juventus de Turín en busca de oportunidades y una regularidad que en el Real Madrid no lograba alcanzar con la competencia de Karim Benzema o Cristiano Ronaldo, entre otros. Antes de irse, el canterano logró despedirse con dos de los cuatro títulos conseguidos este año por el conjunto madridista, Copa del Rey y Uefa Champions League.
Ahora, en la Vecchia Signora el internacional español ha disputado once partidos en la competición doméstica anotando un total de cuatro goles, y en Uefa Champions League ha jugado en cinco encuentros aunque todavía no ha podido estrenarse con el conjunto italiano.
Este 2014 también ha sido importante para el joven futbolista en lo que a selección se refiere, pues tras su paso por las categorías inferiores en las que ha logrado acumular títulos varios, el 15 de noviembre debutó de la mano de Vicente del Bosque con la selección absoluta en un partido disputado en el Nuevo Colombino de Huelva ante Bielorrusia, correspondiente a la clasificación para la Eurocopa de 2016. Como curiosidad, Álvaro Morata debutó junto a otro canterano del Real Madrid y que ahora también juega en la Serie A, el jugador del Nápoles, José Callejón.