Vào ngày 2/2/2020, Fati trở thành cầu thủ trẻ nhất ghi được cú đúp ở La Liga, ghi cả hai bàn thắng trong chiến thắng 2–1 của Barcelona trước Levante. Vào ngày 5/7, Barcelona đã đánh bại Villarreal trên sân khách và anh đã ghi bàn thắng thứ tư trong chiến thắng 4–1. Bàn thắng của anh là bàn thắng thứ 9.000 trong lịch sử của Barca.  Ngày 9/7/2020, Fati đã bị đuổi khỏi sân sau khi phạm lỗi với Fernando Calero trong trận derby với Espanyol, cần biết rằng Fati chỉ mới vào sân năm phút trước đó với tư cách là người thay thế Nélson Semedo trong hiệp hai .

Vào ngày 23/9/2020, Fati chính thức được lên đội một Barcelona.  Bốn ngày sau, trong trận đấu đầu tiên của Barcelona tại mùa giải La Liga 2020–21 và là trận đầu tiên dưới thời huấn luyện viên trưởng mới, Ronald Koeman , Fati ghi một cú đúp và thực hiện cú đá phạt đền trong chiến thắng 4–0 trước Villarreal.  Anh ấy lại ghi bàn trong trận đấu tiếp theo, chiến thắng 3–0 trên sân khách trước Celta Vigo vào ngày 1/10.  Màn trình diễn của anh đã giúp anh được vinh danh là Cầu thủ xuất sắc nhất tháng của La Liga vào tháng 9 năm 2020.  Vào ngày 20/10, anh ghi một bàn thắng trong chiến thắng 5–1 trước Ferencváros tại Champions League , trở thành cầu thủ đầu tiên ghi được nhiều hơn một bàn thắng trong giải đấu trước khi bước sang tuổi 18.  Vào ngày 24/10, anh ghi một bàn thắng trong trận thua 1–3 trước Real Madrid , trở thành cầu thủ ghi bàn trẻ thứ hai trong El Clásico , ở tuổi 17 và 359 ngày, sau Alfonso Navarro , người ghi bàn ở tuổi 17 và 356 ngày vào ngày 30/3/1947. Vào ngày 7/11, Fati bị chấn thương đầu gối trong trận đấu với Real Betis và phải rời sân trong hiệp một; các xét nghiệm sau đó xác nhận rằng anh bị rách sụn chêm ở đầu gối trái.  Hai ngày sau, anh ấy đã phẫu thuật và câu lạc bộ thông báo rằng anh ấy sẽ phải nghỉ thi đấu khoảng bốn tháng, tuy nhiên anh ấy phải nghỉ thi đấu chín tháng trước mùa giải La Liga 2021–22 .

Trước thềm mùa giải 2021–22, Barcelona thông báo Fati sẽ thừa hưởng chiếc áo số 10 từ Lionel Messi . Vào ngày 26/9, Fati lần đầu tiên ra sân sau 323 ngày vắng bóng do chấn thương, trận đấu này Fati cùng đồng đội đã giành chiến thắng 3–0 trên sân nhà trước Levante . Anh vào sân thay người, chơi trong mười phút và ghi bàn trong vòng vài phút sau khi vào sân. Vào ngày 20/1/2022, Fati lại dính chấn thương gân kheo trong trận thua 3–2 trước Athletic Bilbao tại Copa del Rey. Ngày 1/5, anh trở lại sau ba tháng vắng mặt vì chấn thương để chơi trong chiến thắng 2–1 trước Mallorca .

Vào ngày 1/9/2023, Fati gia nhập câu lạc bộ Premier League Brighton & Hove Albion theo hợp đồng cho mượn kéo dài một mùa giải .  Anh ra mắt Albion vào ngày 16/9, vào sân thay người ở phút thứ 64 trong chiến thắng 3–1 trên sân khách trước Manchester United tại Old Trafford .  Anh ghi bàn thắng đầu tiên cho Brighton vào ngày 30/9 trước Aston Villa trong trận thua 1–6 tại Villa Park . Ngày 26/10, Fati đã giúp Brighton giành chiến thắng đầu tiên tại giải đấu châu Âu sau khi anh ghi bàn thắng thứ hai trong chiến thắng 2–0 trước Ajax ở trận đấu vòng bảng , đây cũng là bàn thắng đầu tiên trong sự nghiệp của anh tại Europa League . 

2.3 Sự nghiệp thi đấu ĐTQG

Fati ban đầu đủ điều kiện để đại diện cho Guinea-Bissau ở cấp độ quốc tế, nhưng không đại diện cho quốc gia nơi anh sinh ra ở bất kỳ cấp độ nào. Sau khi ra mắt tại La Liga , Liên đoàn bóng đá Hoàng gia Tây Ban Nha (RFEF) đã thể hiện sự quan tâm đến anh, Diario AS đưa tin rằng chính phủ Tây Ban Nha đã nhắm đến việc cấp quyền công dân cho Fati với mục đích đưa anh vào đội hình tham dự Giải vô địch bóng đá U-17 thế giới FIFA 2019. Anh cũng được cho là đủ điều kiện để xin hộ chiếu Bồ Đào Nha thông qua việc ông bà anh sinh ra ở Guinea thuộc Bồ Đào Nha . Fati được cấp quốc tịch Tây Ban Nha vào ngày 20/9/2019 đồng thời từ bỏ quốc tịch Bissau-Guinea của mình.  Anh được triệu tập vào đội tuyển U21 Tây Ban Nha vào ngày 11/10/2019,  Fati ra mắt đội tuyển U21 Tây Ban Nha vào ngày 15/10/2019 trong trận đấu với Montenegro .

Fati nhận được lệnh triệu tập đầu tiên vào đội tuyển Tây Ban Nha vào ngày 20/8/2020, cho hai trận đấu đầu tiên của UEFA Nations League 2020–21 .  Fati cũng phải đối mặt với một số chấn thương khi bắt đầu sự nghiệp của mình. Anh ấy đã có trận ra mắt quốc tế đầy đủ vào ngày 3/9/2020, vào sân từ băng ghế dự bị trong 45 phút thứ hai trong trận hòa 1–1 với Đức .  Anh ấy đã ghi bàn thắng đầu tiên trong trận đấu quốc tế đầu tiên của mình vào ngày 6/9/2020, ghi bàn thắng thứ ba của Tây Ban Nha vào lưới Ukraine để trở thành cầu thủ ghi bàn trẻ nhất cho đội tuyển quốc gia ở độ tuổi 17.  Fati cũng trở thành cầu thủ trẻ nhất bắt đầu một trận đấu tại UEFA Nations League.

Vào ngày 11/11/2022, có thông báo rằng Fati sẽ là một phần của đội tuyển Tây Ban Nha tham dự World Cup FIFA 2022.  Anh ấy đã chơi hai trận và đều là cầu thủ dự bị, tại giải đấu này Tây Ban Nha bị loại bởi Maroc ở vòng 16 đội.

2.4 Phong cách thi đấu

Trước khi phải vật lộn với chấn thương, anh được một số chuyên gia đánh giá là một trong những cầu thủ trẻ tài năng và triển vọng nhất thế giới, được so sánh với Lionel Messi.  Là một tiền đạo đa năng, Fati có khả năng chơi ở bất kỳ vị trí tấn công nào; anh bắt đầu sự nghiệp của mình với tư cách là một tiền đạo , mặc dù sau đó anh đã được chuyển sang vị trí tiền vệ cánh trái . Fati chơi bóng hành thạo cả hai chân, mặc dù thuận chân phải, anh cũng có khả năng chơi ở cánh phải, ở trung tâm hoặc trong một vai trò tự do như một tiền vệ tấn công.

Một hồ sơ năm 2019 của FourFourTwo đã mô tả anh bằng những từ sau: "Cao 5ft 10in, Fati sở hữu một vóc dáng mạnh mẽ và mang đến một cách tiếp cận thể chất thường thiếu trong Barcelona vốn có kỹ thuật tốt. Tuy nhiên, mặc dù có thể hình cường tráng, nhưng sinh viên tốt nghiệp La Masia này sở hữu kỹ năng rê bóng nổi bật , khi kết hợp với tốc độ của mình, khiến anh trở nên vô cùng khó bị ngăn cản trong các tình huống một chọi một." Nó cũng làm nổi bật con mắt nhìn bàn thắng và khả năng trên không của anh, cũng như tầm nhìn và khả năng kiểm soát trận đấu từ hàng tiền vệ.

Tuy nhiên, sự ích kỷ và khả năng ra quyết định được cho là điểm yếu trong lối chơi của anh. Tor-Kristian Karlsen của ESPN mô tả Fati là "tài năng của thế hệ" vào năm 2021, ca ngợi anh ấy vì tốc độ, khả năng tăng tốc, sự khéo léo, trọng tâm thấp và các kỹ năng kỹ thuật, khiến anh ấy khó bị tước đoạt, đồng thời lưu ý rằng trí thông minh, khả năng di chuyển, tỷ lệ làm việc phòng thủ và lối chơi liên kết của anh ấy là một số điểm mạnh chính của cầu thủ này.

3. Thống kê sự nghiệp thi đấu

3.1. Thống kê sự nghiệp CLB

* Tính đến ngày 11/11/2024

3.2. Thống kê sự nghiệp ĐTQG

* Tính đến ngày 15/10/2023

3.3. Bàn thắng ghi cho ĐTQG

4. Danh hiệu của Ansu Fati

4.1. Danh hiệu CLB

• La Liga: 2022–23
• Copa del Rey: 2020–21
• Supercopa de España: 2023

4.2. Danh hiệu ĐTQG

• UEFA Nations League: 2022–23

4.3. Danh hiệu cá nhân

• UEFA La Liga Revelation Team of the Year: 2019–20
• La Liga Player of the Month: September 2020
• IFFHS Men's World Youth (U20) Team: 2020, 2022
• IFFHS Men's Youth (U20) UEFA Team: 2020, 2022
• Goal.com NxGn: 2021