VfB Stuttgart

Werner wechselte als F-Jugendlicher vom Cannstatter Verein TSV Steinhaldenfeld zum VfB Stuttgart und spielte in der Jugend durchgehend für die Cannstatter. In der Saison 2012/13 spielte er bereits für die A-Jugend des VfB in der A-Junioren-Bundesliga, obwohl er in dieser Spielzeit auch noch für die B-Jugend spielberechtigt gewesen wäre. Er wurde am Saisonende mit 24 Treffern Torschützenkönig der A-Junioren-Bundesliga-Staffel Süd/Südwest. In der folgenden Saison absolvierte er die Saisonvorbereitung mit der ersten Mannschaft der Schwaben.

Am 1. August 2013 gab Werner im Hinspiel der 3. Qualifikationsrunde der UEFA Europa League 2013/14 gegen Botew Plowdiw in der Startelf sein Pflichtspieldebüt für die erste Mannschaft des VfB Stuttgart. Mit 17 Jahren, 4 Monaten und 25 Tagen wurde er zum bisher jüngsten Pflichtspieldebütanten in der Bundesligamannschaft des VfB. Drei Tage nach seinem Profidebüt absolvierte er im DFB-Pokal 2013/14 in der ersten Runde gegen den BFC Dynamo sein erstes nationales Pokalspiel für die erste Mannschaft der Schwaben.

Als bester deutscher Nachwuchsspieler der Altersklasse U17 erhielt Werner vom DFB die Fritz-Walter-Medaille in Gold. Er debütierte am 17. August 2013, dem 2. Spieltag der Bundesligasaison 2013/14, mit dem VfB Stuttgart gegen Bayer 04 Leverkusen in der Bundesliga. Mit 17 Jahren und 164 Tagen ist Werner der jüngste Bundesligadebütant des VfB Stuttgart; er löste damit Gerhard Poschner ab. Am 1. September 2013, dem 4. Spieltag der gleichen Saison, stand er gegen die TSG 1899 Hoffenheim zum ersten Mal in der Startelf eines Bundesligaspiels. Er steuerte dabei zwei Vorlagen zum 6:2-Heimsieg der Stuttgarter bei. Am 6. Spieltag erzielte er im Heimspiel gegen Eintracht Frankfurt seinen ersten Treffer, der ihn zum jüngsten Bundesligatorschützen in der bisherigen Vereinsgeschichte des VfB Stuttgart machte. Weiterhin ist er der bisher jüngste Doppeltorschütze der Bundesliga: Im Spiel gegen den SC Freiburg erzielte er am 12. Spieltag die Tore zum 2:0 und zum 3:1-Endstand für den VfB.

Am 6. März 2014, seinem 18. Geburtstag, unterschrieb Werner beim VfB Stuttgart einen bis Ende Juni 2018 datierten Profivertrag.

RB Leipzig

Im Sommer 2016 wechselte Werner vom zuvor aus der Bundesliga abgestiegenen VfB Stuttgart zu RB Leipzig und erhielt dort einen Vierjahresvertrag. Für Aufmerksamkeit sorgte Werner, nachdem er beim Bundesligaspiel gegen den FC Schalke 04 am 4. Dezember 2016 in eine strittige Elfmeterentscheidung verwickelt war. Ihm wurde in zahlreichen Medienberichten eine Schwalbe und somit unfaires Spielverhalten vorgeworfen. Er gab die Schwalbe auch zu, wies aber auch auf seine Beeinträchtigung durch ein unmittelbar vorheriges Foul, sein Zugeben einer Nichtberührung durch den Schalker Torwart gegenüber den Gegenspielern schon auf dem Platz und das unterbliebene Nachfragen des Schiedsrichters Bastian Dankert hin.

In der Saison 2016/17 erzielte Werner in 31 Spielen für den Bundesliganeuling RB Leipzig 21 Tore und 7 Vorlagen, womit er den vierten Platz in der Torjägerliste belegte und der erfolgreichste deutsche Torschütze war. RB Leipzig schloss die Spielzeit mit 67 Punkten auf dem zweiten Platz ab, was die direkte Champions-League-Qualifikation für die Saison 2017/18 hieß. Im DFB-Pokal 2016/17 schied Leipzig in der ersten Runde gegen Dynamo Dresden aus (7:6 n. E.). Die Saison 2017/18 beendete RB Leipzig auf dem 6. Platz. Werner erzielte 13 Tore und 8 Vorlagen, in den europäischen Wettbewerben schoss er in 11 Partien 7 Tore. Ein Saisonhöhepunkt war der 2:1-Sieg gegen Bayern München, wo Werner den Siegtreffer erzielte. In der Bundesliga-Saison 2018/19 qualifizierte sich Leipzig als Tabellendritter mit 66 Punkten erneut für die Königsklasse. Werner selbst steuerte 16 Tore bei und 9 Vorlagen. Leipzig schaffte die Qualifikation für die Europa League, schied aber in der darauffolgenden Gruppenphase aus. Im DFB-Pokal lief es hingegen besser, Leipzig schaffte es in das Finale, verlor jedoch in Berlin 0:3 gegen Bayern München.

Anfang 2019 bot RB Leipzig Werner eine Vertragsverlängerung an, die er jedoch zunächst ablehnte, da er einen Wechsel zu Bayern München forcieren wollte. Der damalige Cheftrainer und Sportdirektor Ralf Rangnick riet Werner zu einem Verbleib. Werners Vertrag besaß nur bis zum Sommer 2020 Gültigkeit, wodurch Vorstandschef Oliver Mintzlaff einen Verbleib ohne Vertragsverlängerung und somit einen ablösefreien Transfer im Sommer 2020 ausschloss. Rund fünf Monate später legte er dem Spieler und dessen Berater ein weiteres Angebot vor. Ende August 2019 verlängerte Werner schließlich seinen Vertrag in Leipzig, der eine Ausstiegsklausel enthielt, bis zum 30. Juni 2023.

In der Saison 2019/20 spielte Werner unter dem neuen Cheftrainer Julian Nagelsmann mit Leipzig erneut in der Champions League und erreichte mit dem Verein erstmals das Achtelfinale, in dem man wiederum Tottenham Hotspur besiegen konnte. Nach seiner besten Hinrunde in der Bundesliga (18 Tore, sechs Vorlagen) holte der Stürmer mit RB dessen erste Herbstmeisterschaft. Am Ende wurde er mit Leipzig erneut Dritter und wurde mit 28 Treffern hinter dem Polen Robert Lewandowski zum besten Bundesliga-Torschützen der Saison. Darüber hinaus überholte der Schwabe durch die zwei Treffer in seinem letzten Pflichtspiel für RB Daniel Frahn, der bis dahin 93 Tore geschossen hatte, und wurde zum neuen Rekordtorschützen des Vereins.

FC Chelsea

Zur Saison 2020/21 wechselte Werner in die Premier League zum FC Chelsea. Anders als zuvor in Leipzig wurde er bei den Londonern vermehrt auf dem linken Flügel als Gegenpart zu Kai Havertz oder Hakim Ziyech auf Rechts eingesetzt, wohingegen Tammy Abraham oder Olivier Giroud das Sturmzentrum besetzten. Dies führte dazu, dass sich Werner häufiger in Ballbesitz befand und ins Dribbling gehen musste, anstatt sich mithilfe seiner Schnelligkeit ohne Ball Räume verschaffen zu können. Der Angreifer, der zwischen November 2020 und Januar 2021 nicht in einem Pflichtspiel traf, wurde öffentlich von Trainer Frank Lampard kritisiert und äußerte selbst, noch Probleme mit der Umgewöhnung auf die Premier League zu haben. Werner gab an, die körperliche Härte in der Liga im Vorfeld nicht korrekt eingeschätzt zu haben, verwies aber auch auf den Umstand, dass Chelsea in drei nationalen Wettbewerben sowie in der Champions League spielen würde. Unter Trainer Thomas Tuchel, der die Mannschaft im Januar 2021 übernahm, gewann er mit Chelsea im Frühjahr 2021 die Champions League. Auf dem Weg dahin war der Stürmer viermal vor dem Tor erfolgreich gewesen und hatte zwei Treffer aufgelegt; der beste Scorer des Teams, Giroud, wies am Ende des Wettbewerbs dieselbe Punktzahl auf. Unter Tuchel gelangen Werner, der nun wieder ins Sturmzentrum verschoben wurde, wie bereits in der Hinrunde auch in der Rückserie neun direkte Torbeteiligungen. Bei den Siegen gegen die Konkurrenten Tottenham, Sheffield, Manchester City und Leicester profitierten seine Teamkollegen jeweils spielentscheidend von seinen Assists, bei West Ham traf er hingegen selbst zum 1:0-Endstand.

Im Sommer 2021 verpflichtete der FC Chelsea nach dem Abgang Olivier Girouds den belgischen Mittelstürmer Romelu Lukaku, der bereits acht Jahre zuvor letztmals für den Verein aktiv gewesen war. In der Königsklasse wurden Lukaku und Werner im Wechsel eingesetzt, im letzten Gruppenspiel gegen Zenit St. Petersburg allerdings als Doppelspitze; hier schoss Werner beim 3:3 zwei Tore und assistierte dem Belgier beim dritten Treffer. Nachdem das Viertelfinalhinspiel gegen den späteren Wettbewerbssieger Real Madrid mit 1:3 verloren gegangen war, stand es im Rückspiel nach Ablauf der regulären Spielzeit durch ein Tor und eine Vorlage Werners sowie einen weiteren Treffer 3:1 für Chelsea. Karim Benzema erzielte jedoch in der Verlängerung das 2:3, woraufhin der Titelverteidiger aus dem Turnier ausschied. Bereits vor Beginn der Pflichtspielsaison hatten die beiden Spieler und ihr Team den UEFA Super Cup gewonnen, im Winter folgte die FIFA-Klub-Weltmeisterschaft. In der Premier League verpasste Chelsea erneut den Titel und auch hier setzte Trainer Tuchel Lukaku und Werner häufig getrennt voneinander und manches Mal gemeinsam ein. Dem Deutschen gelangen in der Hinserie nur zwei Scorerpunkte, mehrere Spiele verpasste er verletzungsbedingt sowie in Folge einer COVID-19-Infektion, in der Rückserie folgten drei weitere Treffer. Am Saisonende hatten sowohl Werner als auch Lukaku jeweils 17 Scorerpunkte gesammelt, wohingegen der Deutsche hierfür sogar sechs Partien weniger benötigt hatte als sein Konkurrent. Allerdings hatte Werner fünf seiner Scorerpunkte im FA-Cup gegen niederklassigere Gegner gesammelt. Überflügelt wurden beide hingegen vom jüngeren Mason Mount, der mit 29 direkten Torbeteiligungen der effektivste Scorer der Mannschaft gewesen war.

Rückkehr nach Leipzig

In der Sommerpause 2022 verpflichtete der FC Chelsea mit dem englischen Nationalstürmer Raheem Sterling einen weiteren direkten Konkurrenten im Angriff. Werner kehrte daraufhin Anfang August 2022 vor dem 2. Spieltag der Bundesligasaison 2022/23 zu RB Leipzig zurück und unterschrieb einen Vertrag bis zum 30. Juni 2026. Die Ablösesumme lag bei 20 Millionen Euro. In der UEFA-Champions-League-Saison 2022/23 erlitt Werner im letzten Spiel der Gruppenphase gegen Schachtar Donezk einen Riss des Syndesmosebands und verpasste dadurch die WM 2022 in Katar mit der Nationalmannschaft sowie drei Spiele für RB Leipzig. Am 28. Spieltag erzielte Werner beim 3:2-Sieg im Heimspiel gegen die TSG 1899 Hoffenheim einen Doppelpack und damit sein 99. und 100. Bundesligator. Unter den aktiven Bundesligaspielern hatten zu diesem Zeitpunkt nur Thomas Müller (143 Tore) und Marco Reus (150 Tore) mehr Tore erzielt als Werner.