Gündoğan vokste opp i Gelsenkirchen, og hans favorittklubb var . I 2008 begynte han å spille for klubbens rekruttlag før han signerte for 2. Bundesliga-klubben i 2009. Den 5. mai 2011 signerte Gündoğan en fireårskontrakt med Borussia Dortmund.