Klubben la fredag fram planene for utbyggingen. Det er det tyske arkitektfirmaet GMT Architekten som har tegnet stadionanlegget.
Arbeidet skal begynne etter denne sesongen, og nye Santiago Bernabeu skal stå ferdig i 2017.
– Dette skal bli verdens beste stadion, sa klubbpresident Florentino Peres da modellen av stadion ble avslørt i formiddag.
Anlegget skal i tillegg til fotballfasiliteter også inneholde et nytt stort kjøpesenter og et hotell.
Tilskuerkapasiteten vil også øke noe fra dagens 80.000, men det er ikke klart hvor mye.
– Målet er å øke den kulturelle kapitalen i klubben, og å fortsatt kunne lede an i den stadig økende konkurransen i fotball, sa Peres.
– Vi tror dette prosjektet vil øke vårt omdømme, vår merkevarebygging og oppmerksomheten rundt byen som vi er stolte av, la han til.
Rapporter i spanske media forteller at utbyggingen dels skal finansieres ved salg av stadionnavnet, dels ved aksjesalg blant klubbens medlemmer.
I sesongen 2012-13 tjente Real 119 millioner euro, eller opp mot ein milliard kroner, i billettinntekter. Det er nest høyest i Europa, bak Manchester United (127,3 millioner, ifølge økonomivurderingsselskapet Deloitte.