Dembélé jest wychowankiem Stade Rennais. W maju 2016 został piłkarzem Borussii Dortmund[1]. Po udanym sezonie 2016/2017 Dembélé zaczął wzbudzać zainteresowanie innych klubów. Ostatecznie w sierpniu 2017 podpisał pięcioletni kontrakt z FC Barceloną[2]. W nowym klubie zadebiutował 9 września, zmieniając Gerarda Deulofeu w wygranym 5:0 ligowym meczu z RCD Espanyol, w którym zanotował asystę przy golu Luisa Suáreza[3]. Pierwszą bramkę dla Barcelony strzelił 14 marca 2018 w wygranym 3:0 meczu Ligi Mistrzów UEFA z Chelsea[4]. 17 kwietnia zanotował pierwsze ligowe trafienie, trafiając w meczu z Celtą Vigo (2:2)[5].
12 sierpnia 2023 podpisał kontrakt z Paris Saint-Germain[6]. Francuski klub kupił Dembélé z FC Barcelony za kwotę 50,4 miliona euro[7]. W nowym klubie zadebiutował 19 sierpnia w meczu z Toulouse[8]. 24 listopada strzelił swoją pierwszą bramkę dla francuskiego klubu, trafiając w wygranym 5:2 starciu przeciwko Monaco[9].
Kariera reprezentacyjna
W reprezentacji Francji zadebiutował 1 września 2016 w wygranym 3:1 meczu przeciwko reprezentacji Włoch[10]. Pierwszą bramkę dla reprezentacji strzelił 13 czerwca 2017 w wygranym 3:2 towarzyskim meczu przeciwko reprezentacji Anglii. Jest mistrzem świata z 2018.