Dembele telah menekuni dunia sepak bola sejak kecil dan bergabung dengan akademi Paris Saint Germain sejak tahun 2011.

Seusai menimba ilmu di sana, Dembele pindah menuju akademi Fulham pada tahun 2012, dengan bermain di Fulham U18.

Dengan penampilan apiknya di U18, pada tahun 2014 Dembele dipromosikan menuju tim senior Fulham yang berlaga di English Premiere League (EPL).

Bermain kurang memuaskan bersama Fulham, membuat Dembele dipindah ke Celtic pada tahun 2016, dengan bebas transfer.

Bersama Celtic, performanya meningkat pesat membuat Olympique Lyon meminangnya dengan harga Rp 382,40 Miliar.

Selama tiga musim bersama Lyon, membuat Dembele menjadi perbincangan dunia dan sekaligus dia dipanggil kedalam skuad tim nasional Perancis untuk pertama kalinya untuk berlaga di Euro 2020.

Dengan peformanya yang terus meningkat, membuat klub besar asal Spanyol Atletico Madrid meminjam jasa Dembele selama semusim dengan biaya pinjaman Rp 26 Miliar.

Peformanya yang melempem bersama Atletico Madrid membuat masa peminjamannya tidak diperpanjang, dan akhirnya ia memilih untuk pulang kampung ke Lyon.

Selama pulang kampung, performanya terus menurun hingga membuatnya sulit berkontribusi untuk tim yang telah membesarkan namanya tersebut.

Pada musim 2023/2024, Dembele akhirnya pindah menuju Al Ettifaq yang bermain di Liga Arab Saudi dengan biaya bebas transfer, dan berhasil membuat Al Ettifaq berhasil bertengger di posisi lima klasemen sementara dengan menelan hanya satu kekalahan dari enam pertandingan.