Sau khi bắt đầu sự nghiệp của mình với Groningen, anh chuyển đến Celtic vào năm 2013, nơi anh giành chức vô địch Ngoại hạng Scotland và được đặt tên trong đội hình tiêu biểu trong cả hai mùa của anh ấy và cũng giành chiến thắng tại Cúp bóng đá Liên đoàn Scotland sau đó. Tháng 9 năm 2015, anh gia nhập Southampton. Anh gia nhập Liverpool vào tháng 1 năm 2018 với mức phí kỷ lục cho một hậu vệ và ngay lập tức đưa CLB vào chung kết UEFA Champions League mùa giải năm đó nhưng thất bại trong trước Real Madrid, ngoài ra Van Dijk được bầu chọn là Cầu thủ xuất sắc nhất năm của PFA và Cầu thủ Ngoại hạng Anh xuất sắc nhất mùa giải 2018-19. Van Dijk thêm một lần cùng Liverpool lọt vào trận chung kết UEFA Champions League mùa 2018-2019 và đã trở thành nhà vô địch; đồng thời cùng Liverpool giành Á quân Ngoại hạng Anh với số điểm cao nhất trong lịch sử giải đấu.