Värdarna ledde när Cristiano Ronaldo spelade i Mateo Kovacic för hans första La Liga mål.
Kovacic sedan spelade i Ronaldo för att klippa bollen över väktare Geronimo Rulli - hans 13: e mål i hans senaste 13 matcher.
Besökarna fick Inigo Martinez skicka iväg för två bokningar innan Alvaro Morata på väg mot Lucas Vazquez kors.
Real Madrid var den enda av de fyra bästa i Spanien att vinna denna helg, efter Barcelona drog 1-1 med Real Betis, Sevilla förlorade 3-1 till Espanyol och Attetico Madrid drog 0-0 med Alaves.
Deras övertygande seger var ännu mer imponerande, med tanke på att Real Sociedad är på femte plats, bara en punkt bakom Atlantico i loppet för en Champions League plats.
Matchen slutar, Real Madrid 3, Real Sociedad 0.
Andra halvlek, Real Madrid 3, Real Sociedad 0.
Zaldúa (Real Sociedad) vinner en frispark i defensiva halvan.
Foul av Álvaro Morata (Real Madrid).
Offside, Real Madrid. Isco försöker en genom boll, men Cristiano Ronaldo fångas offside.
Ersättning, Real Madrid. Marco Asensio ersätter Lucas Vázquez.
Zaldúa (Real Sociedad) vinner en frispark på högerkanten.
Foul av Casemiro (Real Madrid).
Mål!  Real Madrid 3, Real Sociedad 0. Álvaro Morata (Real Madrid) huvud från mitten av rutan till nedre vänstra hörnet. Hjälpt av Lucas Vázquez med ett kors efter en snabb paus.
Zaldúa (Real Sociedad) vinner en frispark på högerkanten.
Foul av Casemiro (Real Madrid).
Foul av Zaldúa (Real Sociedad).
Álvaro Morata (Real Madrid) vinner en frispark i defensiva halvan.
Substitution, äkta Sociedad. Esteban Granero ersätter Sergio Canales.
Ersättning, Real Madrid. Isco ersätter Mateo Kovacic.
Lucas Vázquez (Real Madrid) visas det gula kortet för en dålig foul.
Carlos Vela (Real Sociedad) vinner en frispark i anfallshalvan.
Foul av Lucas Vázquez (Real Madrid).
Försöket räddades. Kévin Rodrigues (Real Sociedad) höger fotad skott från utsidan rutan sparas i det övre högra hörnet. Assisterad av Carlos Vela.
Andra gula kortet till Iñigo Martínez (Real Sociedad) för en dålig foul.
Foul av Iñigo Martínez (Real Sociedad).
Casemiro (Real Madrid) vinner en frispark på högerkanten.
Försöket räddades. Lucas Vázquez (Real Madrid) höger fotade skott från höger sida av lådan sparas i mitten av målet.
Offside, Real Madrid. Cristiano Ronaldo försöker en genom boll, men Álvaro Morata fångas offside.
Kévin Rodrigues (Real Sociedad) visas det gula kortet för en dålig foul.
Foul av Kévin Rodrigues (Real Sociedad).
Lucas Vázquez (Real Madrid) vinner en frispark på högerkanten.
Foul av Iñigo Martínez (Real Sociedad).
Mateo Kovacic (Real Madrid) vinner en frispark i den defensiva halvan.
Carlos Vela (Real Sociedad) vinner en frispark i den defensiva halvan.
Foul av Nacho (Real Madrid).
Ersättning, Real Madrid. Álvaro Morata ersätter Karim Benzema.
Iñigo Martínez (Real Sociedad) vinner en frispark i defensiva halvan.
Foul av Karim Benzema (Real Madrid).
Foul av Carlos Vela (Real Sociedad).
Toni Kroos (Real Madrid) vinner en frispark på vänsterflygeln.
Försök blockerat. Kévin Rodrigues (Real Sociedad) vänster fotade skott utanför lådan är blockerad.
Hörnet, riktiga Sociedad. Förföljd av Casemiro.
Substitution, äkta Sociedad. Carlos Vela ersätter Mikel Oyarzabal.
Substitution, äkta Sociedad. Xabi Prieto ersätter Willian José.
Real Madrid drog fördel av Barcelona och Sevilla glider upp genom att slå Real Sociedad att gå fyra punkter klart på toppen av La Liga.