Bellerín rozpoczął swoją karierę w FC Barcelonie, skąd latem 2011 roku trafił do angielskiego Arsenalu[1]. W lipcu 2013 roku podpisał z klubem pierwszy profesjonalny kontrakt[2]. 25 września 2013 roku podczas spotkania Pucharu Ligi Angielskiej z West Bromwich Albion zadebiutował w barwach Arsenalu, gdy w 95. minucie zastąpił na boisku Mikela Artetę[3].
22 listopada 2013 Bellerín został do 2 stycznia 2014 roku wypożyczony do Watfordu[4]. Na początku stycznia wypożyczenie zostało przedłużone do końca sezonu 2013/14. Mimo to 18 lutego Arsenal ściągnął Bellerína z powrotem do Londynu.
1 lutego 2015 zdobył swoją pierwszą bramkę dla Arsenalu. Miało to miejsce w meczu przeciwko Aston Villa, który zakończył się wynikiem 5:0 dla Kanonierów.
1 września 2022, po 11 latach wrócił do klubu, w którym zaczynał swoją juniorską karierę, czyli FC Barcelony.