Играчку каријеру је почео у белгијскомЖерминал Екерену. У фудбалску академију холандскогАјакса је прешао 2000. Дебитовао је 15. фебруара2004. у гостима против Волендама (2-0). То је једина утакмица на којој је добио прилику та игра те сезоне. Наредне сезоне је отишао на позајмицу у РКЦ Валвајк, међутим ни тамо није успео да се избори за место стартера. Забележио је само 13 наступа али је успео да постигне и три гола.
Након повратка са позајмице у Ајакс изборио се за место у стартној постави. Прво је играо у тандему са Џоном Хајтингом, а када је он напустио клуб са Јаном Вертонгеном. Након одласка Клас-Јан Хунтелара током сезоне 2008/09. Вермален је носио капитенску траку до краја те сезоне.
У Арсенал је прешао 19. јуна2009. уз обештећење од 12 милиона евра. Дебитовао је у Премијер лиги15. августа2009. против Евертона. Постигао је гол у 37. минуту те утакмице чиме је постао 84. играч Арсенала који је успео да се упише у стрелце на свом дебију.
Репрезентација
Вермален је наступао и за млађе категорије белгијске репрезентације. Са репрезентацијом до 19 година учествовао је на Европском првенству 2004. Играо је и на Европском првенству за играче до 21 године 2007. За сениорску репрезентацију Белгије је дебитовао марта 2006. против Луксембурга. За капитена националне селекције је постављен 8. октобра2009. пред утакмице квалификација за Светско првенство 2010. против Турске и Естоније. Први гол у дресу репрезентације је постигао 14. новембра2009. у пријатељској утакмици са репрезентацијом Мађарске (3-0).