Fue construida en la zona de al-Hakam II, al lado este del lucernario, ocupando un espacio cuadrangular. La intención inicial de fundar esta capilla data de 1312, por Doña Constanza, esposa del rey Fernando IV (1295-1312), quien nombra capellanes para la nueva capilla
La capilla no se fundaría hasta 1371 por decisión de Enrique II de Trastamara, rey de Castilla ente 1367 y 1379, con el fin de dar sepultura a su padre, Alfonso XI, y a su abuelo Fernando IV. Los restos de estos dos reyes permanecieron en la cripta de
El suelo de la capilla, que lleva cerrada al culto muchísimos años, tiene una cota superior al del resto del templo, pues bajo ella se encuentra la cripta real, en cuyos muros se excavaron sendos espacios para los sarcófagos. Hoy este espacio es utilizado como sacristía.
En principio, el acceso se hacía por la arcada de la pared oeste, que comunica esta capilla con la de Villaviciosa (bajo el lucernario), pero fue suprimida al construirse la Capilla de Villaviciosa.
La Capilla Real es la gran representación del arte mudéjar en la Mezquita-Catedral. Las paredes se decoran con yeserías de atauriques, rombos, motivos epigráficos nazaríes y un zócalo alicatado con tracería geométrica de lazos de a ocho, lo delimita una cenefa con motivos de rombos y hexágonos, estando coronado por una crestería de almenas califales.
La pared este de la capilla se decora con un friso de yeserías con motivos heráldicos de Castilla y León; del friso salen cinco arcos lobulados con decoración de atauriques, en esta zona una hornacina aloja la estatua barroca de Fernando III, conquistador de Córdoba.
En la zona superior de las paredes este y oeste, corren sendas fajas de arquillo polilobulados entrecruzados.
Los muros norte y sur poseen un arco polilobulado (11 lóbulos); las albanegas (especio entre el arco y el alfiz) se decoran con yeserías de hojas enlazadas con fondo de atauriques. Los arcos se apoyan en medios cuerpos de leones recostados sobre sus patas delanteras.
La capilla se cubre con una cúpula realizada en estilo mudéjar con nervadura similar al lucernario de al-Hakam, se decora cubriéndose de estuco, típico nazarí.
