Il 16 luglio 2017 si trasferisce a titolo definitivo alla , in Italia, per 13.400.000 euro più bonus (più il 20% all'İstanbul B.B. sulla eventuale futura rivendita). Ha esordito con la maglia giallorossa il 26 agosto 2017 nella partita Roma-Inter (1-3), valida per la seconda giornata di campionato, subentrando nel finale a Daniele De Rossi. Segna il suo primo gol il 4 febbraio 2018 nella partita di campionato giocata in trasferta contro il Verona decidendo la sfida (segnando tra l'altro dopo 44 secondi). La settimana successiva segna la prima doppietta in Serie A nella vittoria per 5-2 contro il Benevento. Il 21 febbraio esordisce e realizza la prima rete in Champions League segnando il gol del momentaneo 0-1 nella partita persa per 2-1 in trasferta contro lo Šachtar Donetsk. In questa prima stagione Ünder totalizza 32 presenze e 8 reti.