I fra 2011 til ut 2012 hadde han kontrakt med portugisiske Porto, og var delvis utlånt til Rio Ave i denne perioden. Atsu hadde deretter kontrakt med engelske Chelsea FC fra 2013 til 2017, men spilte ingen kamper for dem. Londonklubben lånte han derimot ut til klubber som Vitesse, Everton FC, Bournemouth FC, Málaga CF og Newcastle United FC. I 2017 kjøpte Newcastle ham i fra Chelsea, og han spilte for dem frem til 2021. I fra 2021 til 2022 spilte han for Al-Raed FC i Saudi-Arabia. Den 6. september 2022 gikk han over til Hatayspor i Tyrkia.