Real Madrid blev "bara" tvåa i sin Champions League-grupp i höstas efter Tottenham, vilket gjorde att man lottades mot lag som vunnit sina grupper inför åttondelsfinalen - och ställdes mot PSG, som vann sin grupp före Bayern München.
I Real Madrid valde tränare Zinedine Zidane att starta med sin walesiske stjärna Gareth Bale på bänken. Spanjorerna har högerbacken Dani Carvajal avstängd. I PSG fick flera namnkunniga spelare starta på bänken, som Thiago Silva, Angel Di Maria och Julian Draxler. Lassana Diarra, som värvades i januarifönstret, fanns även han med på bänken.
Real Madrid inledde matchen starkt och hade i upptakten av matchen ett par halvchanser till att ta ledningen.
Men det var bortalaget som fick utdelning framåt. Adrien Rabiot höll sig i den 33:e minuten framme i straffområdet, efter en läcker klack tillbaka i planen av Neymar, och sköt 1-0 till den franska serieledaren.
Real Madrid höjde sig i slutet av andra halvlek och hade först ett bra läge att utjämna, när Karim Benzema sköt utifrån, men fick se bortamålvakten rädda avslutet. Den spanska jätten fick dock revansch i anfallet eferåt, då Toni Kroos tog sig in i straffområdet, men blev neddragen och tilldelad straffspark.
Cristiano Ronaldo var därefter kylig och skickade in kvitteringen till 1-1. Det var hans 100:e Champions League-mål i karriären för Real Madrid.
I andra halvlek såg matchen länge ut att sluta oavgjort, men i den 83:e minuten så fullbordade Real Madrid lagets vändning. Asensio tog sig runt på vänsterkanten och hittade in med bollen till Ronaldo i straffområdet, som knäade in bollen i mål till 2-1.
Några minuter senare skulle Real även göra 3-1 genom Marcelo, vilket blev slutresultatet.
- En viktig seger. De här dagarna i Champions League är till för att skapa minnen och det finns inget bättre sätt att göra det på med den här inställningen, säger Real Madrids lagkapten Sergio Ramos efter matchen enligt spanska AS.
Ramos menar att man höll sig positiva efter baklängesmålet i den första halvleken.
- Det fanns ingen tid att gräma sig. Trots målet fortsatte vi att jaga segern. Du kan aldrig räkna bort Real Madrid, säger han.
Returmötet spelas i Paris om knappa tre veckor, där PSG nu måste vinna med minst två måls marginal för att gå vidare.
I kvällens andra Champions League-åttondel krossade Liverpool Porto med hela 5-0 borta på Estadio Dragao.
Se Sporten med alla mål från matchen i spelaren ovan.
Startelvor:
Real Madrid: Navas - Nacho, Ramos, Varane, Marcelo - Casemiro, Kroos, Modric - Isco, Benzema, Ronaldo.
PSG: Areola - Dani Alves, Marquinos, Kimpembe, Berchiche - Verratti, Lo Celso, Rabiot - Mbappé, Cavani, Neymar.