Racing SantanderRediger
Canales blev født i Santander, Cantabria, og var et produkt af hjembyens Racing de Santander’s ungdomsrækker. I 2006 blev 50 % af hans spillerrettigheder købt af Deportivo de La Coruña som en del af den handel, der betød, at Pedro Munitis vendte tilbage til Racing, mens Dudu Aouate og Antonio Tomás skiftede i den modsatte retning.
Canales fik sin debut på førsteholdet den 18. september 2008, hvor han spillede i en UEFA Cup-hjemmekamp mod FC Honka fra Finland, som blev vundet 1-0. Cirka to uger senere optrådte han for første gang i La Liga, med samme resultat i CA Osasuna.
Har han efterhånden fået mere spilletid i hovedtruppen, scorede Canales to gange mod RCD Espanyol i en 4-0-sejr på udebane den 6. december 2009, og gentog bedriften i Sevilla FC den 9. januar 2010 (2-1 på Ramón Sánchez Pizjuán Stadion), og modtog prisen som kampens spiller i sidstnævnte kamp. Ugen efter, da Racing spillede 1-1 hjemme mod Real Valladolid, fandt han også vej til nettet, og han afsluttede sin første fulde sæson med seks mål og fire assists og hjalp sit hold med at undgå nedrykning.
Real MadridRediger
Den 12. februar 2010 annoncerede Real Madrid, at Canales havde skrevet under på en seksårig aftale for et beløb, der menes at være omkring 4,5 millioner euro plus incitamenter. Han fik sin debut den 4. august, hvor han scorede et mål i en 3-2 venskabskampssejr over Club América. Hans første optræden i ligaen kom den 29. august i en 0-0 kamp mod RCD Mallorca.
Canales nåede i alt 518 minutter i aktion i sit første og eneste år i klubben, hvilket inkluderede tre optrædener i sejrsrække i Copa del Rey.
ValenciaRediger
Den 4. august 2011 meddelte Valencia, at Canales ville slutte sig til klubben på et toårigt lån. Efter den tid beholdt de muligheden for at købe spilleren, mens Real Madrid havde mulighed for at kalde ham tilbage i løbet af denne periode.
Canales scorede sit første mål for sit nye hold den 1. oktober, kampens eneste i en hjemmekamp mod Granada CF. Sidst på måneden måtte han båret ud på en båre i en ligahjemmekamp mod Athletic Bilbao, og dagen efter fik han konstateret et overrevet knæledbånd og blev sat på sidelinjen i seks måneder.
Den 26. april 2012, i sin blot femte kamp siden sin tilbagevenden, mod Atlético Madrid i Europa League-semifinalen i returkampen, fik Canales et tilbagefald efter sin skade tidligt i anden halvleg i det endelige nederlag på hjemmebane på 0-1 (samlet nederlag på 2-5), og han gik yderligere seks måneder glip af kampen.
Den 19. juli 2012 skiftede Canales permanent til Valencia for 7,5 millioner euro og fem år sammen med Madrid-holdkammeraten Fernando Gago. Sidstnævnte forbeholdt sig også en option på at købe spilleren tilbage i løbet af de næste to sæsoner.
Real SociedadRediger
Canales blev anset for at være overflødig efter ankomsten af den nye Valencia-træner Juan Antonio Pizzi, i december 2013. I slutningen af januar det følgende år skrev han under for fire et halvt år og 3,5 millioner euro med ligakonkurrenten Real Sociedad.
Canales scorede fire mål i 36 kampe i sin første fulde sæson, da Txuriurdin endte på en 12. plads. Den 30. december 2015 pådrog han sig dog i første halvleg af en udekamp hos den tidligere klub Real Madrid endnu en alvorlig knæskade, nu i venstre ben.
Den 24. maj 2018 bekræftede Real Sociedad, at Canales ville forlade Anoeta Stadion den 30. juni.
Real BetisRediger
Den 3. juli 2018 skrev free agent Canales under på en fireårig kontrakt med Real Betis.