(2009-2013)
El 21 de noviembre de 2009, con 17 años y 5 meses, Gotze perdió 0-0 en casa ante el Dortmund en la jornada 13 de la temporada 2009-2010. Temporada de la Bundesliga Debutó en la Bundesliga en el empate ante el Mainz, sustituyendo a Jakub Błaszczykovskiy en el minuto 88, convirtiéndose en el noveno jugador más joven de la historia de la Bundesliga. Durante las vacaciones de invierno, Gotze ascendió oficialmente al primer equipo, reemplazando al gravemente herido Shinji Kagawa.
El 29 de agosto de 2010, Gotze marcó su primer gol en la Bundesliga en la victoria del Dortmund por 3-1 sobre el Stuttgart. El 16 de septiembre, Gotze anotó 2 goles en el partido de grupo de la UEFA Europa League entre Dortmund y Lviv Carpathians, y luego anotó un gol de la victoria en el tiempo de descuento para ayudar al equipo a derrotar al oponente 4-3. en su carrera que anotó dos veces. A principios de octubre se renovó el contrato del Dortmund y Götze de 2012 a 2014 y el salario anual aumentó de 250.000 euros a 1 millón de euros.
En la temporada 2010-2011, Gotze marcó 8 goles y 11 asistencias.
En diciembre de 2011, Gotze recibió ofertas del Bayern, Arsenal y Barcelona. Entre ellas, la oferta más alta del Arsenal es de 40 millones de euros.
En la temporada 2011-2012, Gotze ganó el segundo campeonato de fútbol alemán de su carrera con el Dortmund. Pero casi no tuvo posibilidades de jugar en la segunda mitad de la temporada, desde la ronda 17 hasta la 31, sufrió una inflamación del hueso púbico. Durante la temporada, Gotze anotó 7 goles y 8 asistencias.
El 27 de marzo de 2012, el Dortmund anunció que renovaría anticipadamente el contrato con Götze que expiraba en 2014 hasta junio de 2016.
En la temporada 2012-2013, Gotze se convirtió en uno de los componentes importantes de la ofensiva del Dortmund. En la Copa de Alemania, Götze anotó un triplete en la victoria por 5-1 sobre el Hannover en la tercera ronda. Durante la temporada, Gotze formó pareja con su compañero alemán Leos, quien anotó 16 goles y 13 asistencias. (2013-)
En la temporada 2013-2014, el Manchester City reclutó a Gotze con un contrato de cinco años con un salario semanal de 330.000 libras y un salario anual de 17 millones de libras, pero fue rechazado. Finalmente, el 1 de julio se incorporará al Bayern de Múnich con un traspaso de 37 millones de euros, vistiendo la camiseta número 19. Posteriormente, Götze firmó un contrato a largo plazo con el Bayern y el Bayern le proporcionó a Götze un salario anual de 7 millones de euros.
En abril de 2013 no pudo participar en la final de la Liga de Campeones debido a una distensión en el ligamento del muslo derecho en la semifinal de la Liga de Campeones contra el Real Madrid. El 24 de agosto, Gotze se recuperó de su lesión de ligamentos y debutó en la Bundesliga con el Bayern contra el Nuremberg. El 30 de agosto, contra el Chelsea en la Supercopa de Europa, sustituyó a Thomas Müller en el minuto 71, pero luego fue violado por Ramírez, provocándole una rotura de la cápsula articular del tobillo izquierdo. El 19 de octubre regresó como suplente en la segunda parte ante el Mainz y participó en 3 goles, ayudando al equipo a ganar 4-1. El 23 de octubre, en el partido de la fase de grupos de la Liga de Campeones de la UEFA contra el Plzen Victory, entró como suplente y marcó su primer gol tras fichar por el Bayern. El 26 de octubre, en la victoria sobre el Hertha Berlín, sustituyó a Toni Kroos y marcó el tercer gol del Bayern. El 17 de diciembre, Gotze anotó con un tiro lejano en el partido de la Liga de Campeones de la AFC contra Guangzhou Evergrande, ayudando al equipo a derrotar al Evergrande por 3-0, y derrotó al africano Casablan Karaja por 2-0 en la final. Finalmente ganó el Mundial de Clubes de 2013.
El 24 de enero de 2014, Gotze marcó el primer gol de la segunda mitad de la temporada en la victoria por 2-0 sobre el Mönchengladbach. El 25 de marzo, Gotze ganó el campeonato con el Bayern después de la jornada 27 de la temporada 2013-2014 de la Bundesliga, creando el récord de campeonato más temprano en la historia de la Bundesliga. El 17 de mayo, Götze jugó los 120 minutos con el Bayern en la final de la Copa de Alemania y derrotó al Dortmund por 2-0 en la prórroga, asegurando así el doble título. Gotze anotó 15 goles y 14 asistencias durante la temporada. El 14 de septiembre, en la tercera jornada de la Bundesliga contra el Stuttgart, Götze marcó el primer gol.
Este partido es el partido oficial número 50 de Gotze y el partido número 30 de la Bundesliga con el Bayern. En 30 partidos de liga, marcó 11 goles y asistió 8 veces. Su eficacia estuvo cerca de 2 goles en 3 partidos, mejor que cuando jugaba en el Dortmund. goles y 32 asistencias en 83 partidos. En octubre, en el partido de primera ronda del grupo de la Liga de Campeones contra el CSKA de Moscú, Gotze consolidó su posición como máximo goleador del equipo. Su total de goles esta temporada ha alcanzado los 12 goles, ocupando el primer lugar en la lista de goleadores del equipo.