A madridi együttes története során nyolcadszor jutott fel az élvonalba, legutóbb a 2018–2019-es évadban volt első osztályú.
A Segunda División alapszakaszában a Rayo a hatodik helyen végzett. A playoffban két győzelemmel búcsúztatta a Leganést, majd a döntő első felvonásán hazai pályán 2–1-re kikapott, a Girona otthonában 2–0-ra győzött a visszavágón úgy, hogy a szünetben 2–0-ra vezetett, az 56. perctől pedig egy kiállítás miatt emberhátrányban játszott.
A Rayo mellett az Espanyol és a Mallorca jutott fel a La Ligába.