Real tok ledelsen etter en strålende pasning fra Aurelien Tchouameni fra Vinicius Jr.
Etter at Thibaut Courtois blokkerte sitt første skudd, utlignet Joselu med en retur, og den erfarne spissen hadde flere muligheter til å gi Espanyol ledelsen.
Real tok ledelsen da Benzema volleyet inn Rodrygos innlegg, og han la til et tredje etter å ha scoret et frispark mot midlertidig keeper Leandro Cabrera.
Etter en grundig videovurdering av assistentdommeren fikk Espanyols startkeeper Benjamin Lecomte et direkte rødt kort i det sjette minuttet av overtid for en profesjonell felling på Dani Ceballos.
Til tross for at de hadde en keeper på benken, måtte hjemmelaget starte kaptein Cabrera i nettet på grunn av sine tre innbyttervinduer.
Han ble stående på straffemerket mens Benzema krøllet det påfølgende frisparket inn i hjørnet etter at et mål ble annullert for offside. Hans 327. mål for Real var også hans første frisparkmål på rad.
Real, den regjerende La Liga-mesteren, har vunnet sine tre første kamper.
Espanyol, som ikke vant i år, vil angre på de bortkastede mulighetene da stillingen ble uavgjort.
