Le 14 décembre 2006, le Real Madrid annonce officiellement l'arrivée de Gonzalo Higuaín effective à partir du 1er janvier 2007, pour une durée de 6 ans et demi et un prix de 12 millions d'euros. Il marque son premier but avec le Real Madrid lors du derby contre l'Atlético Madrid permettant au Real de ne pas s'incliner (1-1). Le 4 mai 2008, il est sacré champion d'Espagne avec le Real Madrid en marquant le but de la victoire contre Osasuna Pampelune (1-2).
Il devient rapidement un joueur essentiel et un buteur au niveau mondial. Il a inscrit 27 buts en championnat lors de la saison 2009-2010. Lors de la saison 2010-2011, une hernie discale l'éloigne des terrains pour 3 à 4 mois. Pour compenser son absence, José Mourinho recrute Emmanuel Adebayor. Il forme avec Mesut Özil, Ángel Di María et Cristiano Ronaldo un excellent quatuor en Liga. Il fait son retour à la compétition le 2 avril 2011, lors de la défaite face au Sporting Gijon, remplaçant en cours de jeu Esteban Granero.Le 23 avril 2011, il marque un hat-trick et réalise deux passes décisives à Mestalla contre le Valence CF, le Real remporte le match 3-6.
Higuaín débute la saison 2011-2012 après 2 semaines de vacances après la Copa América 2011. Il participe alors à la tournée en Chine du Real Madrid. Il marque un but lors des deux matchs.Mais Gonzalo n'était pas à 100 % et Karim Benzema, son principal concurrent, étant en pleine forme, Higuaín débute la saison sur le banc. Il rentre en cours de jeu lors des deux matchs de SuperCopa face au FC Barcelone. Le rival barcelonais gagne la compétition 5-4 score cumulée (2-2 et 3-2).
Higuaín a marqué son troisième hat trick face à l'Espanyol Barcelone pour une victoire sur un score sans appel de 4-02. Le 15 octobre 2011, Il réalise un autre hat trick face au Betis Séville permettant à son équipe de l'emporter 4-13. La concurrence avec Karim Benzema est totalement relancée suite à ces bonnes prestations4. Le 22 octobre 2011, Gonzalo Higuaín ouvre le score contre Malaga CF à la 10e minute suivi d'un triplé de Cristiano Ronaldo pour un score final de 4-0. Le 29 août 2012, il inscrit un but en Supercoupe d'Espagne contre le FC Barcelone et remporte le trophée.SSC Naples
Le 1er juin 2013, Higuaín annonce qu'il quitte le Real Madrid cet été, après avoir marqué son 121e but pour le club dans une rencontre victorieuse 4-2 face à Osasuna. Le 24 juillet 2013, le président napolitain Aurelio De Laurentiis confirme qu'après avoir passé sa visite médicale, l'Argentin a signé un contrat de cinq ans, pour un coût de transfert qui s'élève à 40 millions d'euros, bonus compris.
Carrière Internationale
Convoqué par l'équipe nationale d'Argentine des moins de 20 ans.
Sous les feux de la rampe suite au Superclásico qui le révèle, Raymond Domenech le convoque, sans même le superviser, pour le match amical de l'équipe de France de football contre la Grèce le 15 novembre 2006. Bien que, d'après le règlement FIFA, cette sélection n'eût pas d'incidence sur un choix futur de sélection nationale, Higuaín déclina l'invitation, laissant flotter le doute sur le pays qu'il souhaitait représenter à l'avenir.
Fin janvier 2007, l'entourage du joueur révèle à L'Équipe qu'il était actuellement en train de faire des démarches pour acquérir la nationalité argentine5, coupant court à toutes les rumeurs. Il annonce le 26 janvier 2007 à Raymond Domenech, pendant un entretien à Madrid en compagnie de son père, qu'il choisissait la sélection argentine. Le 31 janvier 2007, il estime dans une interview à la télévision espagnole que sa sélection en équipe nationale d'Argentine pour le match contre la France est impossible, mais que celle-ci lui est acquise dès lors que les formalités administratives seront remplies.
Finalement, il effectue ses débuts en sélection nationale le 6 février 2008, lors d'un match Argentine-Guatemala, à Los Angeles (Californie, États-Unis), où il inscrit notamment un doublé (ce match n'est pas reconnu par la FIFA, car joué en sélections des moins de 23 ans, et non en équipe A). Il est convoqué fin septembre 2009 en équipe A par Diego Maradona et marque pour sa première sélection le 10 octobre 2009 contre le Pérou (2-1).
Lors de la coupe du monde 2010 en Afrique du Sud, il inscrit un coup du chapeau à l'occasion du deuxième match de l'Argentine, face à l'équipe de Corée du Sud (4-1)6 puis marque le second but du huitième de finale du match Argentine-Mexique (3-1). Lors de la Copa América en Argentine en juillet 2011, Higuaín joue les deux derniers matchs de la sélection et marque en quart-de-finale contre l'Uruguay de la tête. Il transforme son tir au but lors de séance de tirs au but mais l'Argentine est éliminée de la compétition. Lors de la première journée des éliminatoires de la Coupe du monde 2014, il inscrit un triplé lors de la victoire (4-1) de l'Argentine sur le Chili7.