Racing SantanderEdit
Geboren in Santander, Cantabria, was Canales een product van de jeugd van zijn thuisstad Racing de Santander. In 2006 werd 50% van zijn speelrechten gekocht door Deportivo de La Coruña als onderdeel van de deal waardoor Pedro Munitis terugkeerde naar Racing en Dudu Aouate en Antonio Tomás de andere kant op verhuisden.
Canales maakte zijn debuut in het eerste team op 18 september 2008, toen hij speelde in een UEFA Cup thuiswedstrijd tegen FC Honka uit Finland, een 1-0 overwinning. Ongeveer twee weken later verscheen hij voor het eerst in La Liga, met hetzelfde resultaat bij CA Osasuna.
Geleidelijk aan kreeg hij meer speeltijd in de hoofdploeg, Canales scoorde twee keer tegen RCD Espanyol in een 4-0 uit-overwinning op 6 december 2009, en herhaalde het huzarenstukje bij Sevilla FC op 9 januari 2010 (2-1 in het Ramón Sánchez Pizjuán Stadion), en ontving de eer van Speler van de Wedstrijd in de laatste wedstrijd. De week daarop, toen Racing thuis gelijkspeelde tegen Real Valladolid (1-1), vond hij ook het net, en uiteindelijk sloot hij zijn eerste volledige seizoen af met zes doelpunten en vier assists om zijn team te helpen degradatie ternauwernood te voorkomen.
Real MadridEdit
Op 12 februari 2010 kondigde Real Madrid aan dat Canales een contract voor zes jaar zou tekenen voor een bedrag van ongeveer 4,5 miljoen euro plus premies. Hij maakte zijn debuut op 4 augustus, met een doelpunt in een 3-2 vriendschappelijke overwinning op Club América. Zijn eerste competitieoptreden kwam op 29 augustus, in een 0-0 gelijkspel tegen RCD Mallorca.
Canales kwam in totaal 518 minuten in actie in zijn eerste en enige jaar bij de club, waaronder drie optredens in de zege in de Copa del Rey.
ValenciaEdit
Op 4 augustus 2011 kondigde Valencia aan dat Canales voor twee jaar zou worden uitgeleend aan de club. Na die tijd behielden ze de optie om de speler te kopen, terwijl Real Madrid de mogelijkheid had om hem gedurende die periode terug te halen.
Canales scoorde zijn eerste doelpunt voor zijn nieuwe ploeg op 1 oktober, de enige in de wedstrijd in een thuiswedstrijd tegen Granada CF. Laat in de maand moest hij met de brancard afgevoerd worden tijdens een competitiewedstrijd tegen Athletic Bilbao en de volgende dag werd bij hem een gescheurde knieband geconstateerd, waardoor hij zes maanden aan de kant stond.
Op 26 april 2012, in slechts zijn vijfde optreden sinds zijn terugkeer, tegen Atlético Madrid in de halve finale van de Europa League tweede leg, Canales herviel van zijn blessure vroeg in de tweede helft van een uiteindelijke 0-1 thuis nederlaag (2-5 totale nederlaag), het gaan op het missen van nog eens zes maanden van actie.
Op 19 juli 2012, Canales verhuisde permanent naar Valencia voor € 7,5 miljoen en vijf jaar, naast Madrid teamgenoot Fernando Gago. De laatste behield ook een optie om de speler terug te kopen tijdens de komende twee seizoenen.
Real SociedadEdit
Canales werd als overtollig beschouwd na de komst van nieuwe Valencia-coach Juan Antonio Pizzi, in december 2013. Eind januari van het volgende jaar tekende hij voor vier en een half jaar en 3,5 miljoen euro bij mede-league side Real Sociedad.
Canales scoorde vier doelpunten uit 36 optredens in zijn eerste volledige seizoen, als de Txuriurdin eindigde op de 12e plaats. Op 30 december 2015, tijdens de eerste helft van een uitwedstrijd bij zijn voormalige club Real Madrid, liep hij echter opnieuw een ernstige knieblessure op, nu in het linkerbeen.
Op 24 mei 2018 bevestigde Real Sociedad dat Canales op 30 juni het Anoeta-stadion zou verlaten.
Real BetisEdit
Op 3 juli 2018 tekende free agent Canales een vierjarig contract bij Real Betis.