Den 28. januar 2017 fikk han sin A-lagsdebut for Rosenborg i en treningskamp mot Ranheim. og sin offisielle A-lagsdebut fikk han 26. april 2017, da han startet for Rosenborg mot Strindheim i 1. runde i cupen, i en kamp som endte 2–0. 16. juni 2017 skrev han under en kontrakt ut 2020 med Rosenborg og ble en del av Rosenborgs A-lagstropp. Han fikk sin Eliteserie-debut for Rosenborg mot Vålerenga 17. september det samme året, da han be byttet inn for Anders Trondsen etter 81 minutter i en kamp Rosenborg vant 3–0. På slutten av sesongen, hadde Botheim nok kamper til å få medalje, da Rosenborg vant Eliteserien.