Real Madrid staðfestir lánssamninginn á heimasíðu sinni en hann nær til 30. júní 2024.
Arrizabalaga er ætlað að leysa af Thibaut Courtois sem sleit krossband á æfingu í síðustu viku.
Kepa hefur spilað fimm tímabil með Chelsea og vann meðal annars Meistaradeildin með félaginu.
Hann er spænskur landsliðsmarkvörður.
Kepa verður kynntur formlega sem nýr leikmaður Real Madrid á morgun.