"Kami telah mengambil keputusan sulit untuk membatalkan kontrak Rafael Benitez sebagai pelatih," kata presiden Real Florentino Perez.
"Dewan Real Madrid memutuskan untuk menunjuk Zinedine Zidane sebagai pelatih tim pertama."
Bagaimanapun, klub tidak mengumumkan lamanya kontrak Zidane.
Rezim tidak-membahagiakan Benitez berakhir setelah hasil imbang 2-2 di markas Valencia pada Minggu, yang membuat Real tertinggal empat angka dari rival sekota Atletico Madrid di puncak klasemen Liga Spanyol.
Mereka juga tertinggal dua angka dari rival abadi Barcelona, yang masih memiliki satu pertandingan yang belum dimainkan.
Zidane mencetak gol penentu kemenangan yang sensasional untuk membuat Real menjuarai Liga Champions 2002 sebagai pemain, namun ia minim pengalaman di bidang manajerial setelah sebelumnya hanya menangani tim Castilla Real.
Pria 43 tahun itu gagal membawa Castilla promosi dari kompetisi strata ketiga sepak bola Spanyol musim lalu, namun mereka saat ini menghuni peringkat kedua di Segunda Division B regional setelah hanya kalah dua kali dari 19 pertandingan musim ini.
Dan pria Prancis itu merupakan staf kepelatihan Carlo Ancelotti ketika mereka menjuarai Liga Champions dan Piala Raja pada 2014.
"Kami memiliki klub terbaik di dunia, penggemar terbaik, dan apa yang harus kami lakukan sekarang, dan apa yang akan saya lakukan untuk memberikan yang terbaik, untuk memastikan kemenangan-kemenangan tim pada akhir musim," kata Zidane.
"Saya lebih emosional dibanding ketika saya direkrut sebagai pemain, namun itu normal dan mulai besok saya akan meletakkan hati kepada semua yang dapat saya lakukan untuk klub ini."
Zidane akan menjalani pertandingan pertamanya sebagai pelatih Real, ketika timnya menjamu Deportivo la Coruna pada Sabtu.
Perez mendukung Benitez di depan umum meski tekanan terus bertambah pada beberapa pekan terakhir yang membuatnya kerap dicemooh para penggemarnya sendiri, namun diyakini akhirnya ia tunduk kepada keinginan para penggemar dan pemain.
Zidane merupakan pelatih ke-11 yang ditunjuk Perez dalam 12 tahun dari dua kali masa jabatannya di klub ibukota ini.
"Sebagai presiden, merupakan suatu kehormatan untuk memiliki Anda di tim saya karena saya tahu bahwa bagi Anda kata-kata msutahil dapat eksis," kata Perez.
"Tanpa diragukan, Zidane merupakan salah satu figur terhebat sepanjang sejarah sepak bola."
Sejak awal rezimnya pada Juni, Benitez kesulitan untuk mendapatkan respek dari tim Real yang bertabur bintang, di mana banyak pemain senior yang menyuarakan ketidak puasan mereka terhadap pemecatan pendahulunya Ancelotti.
Laju tiga kekalahan di liga dari lima pertandingan pada November dan Desember, termasuk kekalahan 0-4 saat menjamu Barcelona, menghapus kredit awal yang pernah didapat Benitez dengan laju 14 pertandingan tanpa kekalahan untuk memulai masa kerjanya.
Hal memalukan lain menyusul ketika Real didepak dari Piala Raja Spanyol karena memainkan pemain tidak sah.
Hubungan Benitez di ruang ganti juga gagal membaik di mana beberapa pemain kunci seperti Karim Benzema dan James Rodriguez sering memperlihatkan rasa kesal mereka ketika digantikan.
Dan kapten Sergio Ramos gagal menawarkan sinyal dukungan yang kuat untuk Benitez ketika mendapat kesempatan setelah pertandingan melawan Valencia.
"Masa depannya tidak bergantung pada kami," kata pemain internasional Spanyol itu
"Siapapun pelatihnya, ia akan selalu memiliki keyakinan terhadap para pemain. Entah itu Rafa atau siapapun yang lain."