När matchklockan stod på tio hade huvudstadsklubben redan slagit till två gånger.
Barcelona ställde backlinjen högt – och Real Madrids brasseduo längst fram löpte in bakom den.
Först frispelade Jude Bellingham Vini Junior som rundade burväktaren och öppnade målskyttet.
Tre minuter senare fick landsmannen Rodrygo bollen i djupet, innan han gav Vinicius öppet mål till 2–0.
Robert Lewandowski hann sticka emellan med ett volleymål, men det hjälpte föga.
Vinicius fullbordade sitt hattrick från straffpunkten. Brassen gjorde sina tre mål inom loppet av 32 minuter.
I andra halvlek fastställde Rodrygo slutresultatet till 4–1. Uppförsbacken blev än värre för Barcelona när Ronald Araújo fick sitt andra kort. Uruguayanen skickades av planen i den 71:a minuten.
Segern innebär Real Madrids tredje raka El Clasico.