A livello individuale ha vinto in due occasioni la classifica marcatori del campionato ucraino (2021-2022,2022-2023) e una volta quella della Liga spagnola (2023-2024).
Dovbyk inizia nel Čerkasy, squadra della sua città natale, con cui vince il campionato di seconda divisione ucraina nella stagione 2014-2015. Successivamente passa allaDnipro, andando in prestito poi ai moldavi delloZaria Balti, con cui vince la coppa nazionale. Tornato alla Dnipro, realizza 28 reti in 65 presenze fra il 2016 e il 2018 e passa poi alMidtjylland il 31 gennaio 2018,[2] nel campionato danese, siglando 10 reti. Viene successivamente prestato alSønderjyskE,[3] per poi tornare alla Dnipro, nel frattempo rifondata, il 17 luglio 2020.[4]
Il 6 agosto 2023 Dobvyk viene acquistato a titolo definitivo dalGirona, nellaLiga, firmando un contratto quinquennale.[5][6] Debutta sei giorni dopo, subentrando nella prima giornata dicampionato contro laReal Sociedad, siglando anche la sua prima rete (1-1).[7] Realizza la sua prima doppietta con il club spagnolo il 22 ottobre successivo, alMontilivi, nella vittoria per 5-2 contro l'Almería.[8] Il 21 gennaio 2024, invece, realizza una tripletta in soli sei minuti, tra il 13° e il 19° del primo tempo, nel match di campionato contro ilSiviglia, vinto per 5-1.[9][10] L'attaccante ucraino è tra gli assoluti protagonisti del miracolo Girona, capace di qualificarsi allaUEFA Champions League per la prima volta nella propria storia, successo a cui l'attaccante ucraino contribuisce con 24 gol, diventando il capocannoniere dellaLiga 2023-2024.[11][12] Le sue prestazioni con la squadra catalana gli garantiscono la candidatura alpallone d’oro 2024.
Dovbyk in riscaldamento prepartita con la Roma nel 2025
Il 2 agosto 2024 viene ufficializzato il passaggio dell'attaccante ucraino allaRoma,[13][14] con un trasferimento a titolo definitivo da 30,5 milioni di euro più 5,5 di bonus e il 10% sulla futura rivendita, per un massimo garantito di 38.5 milioni.[15] Il 18 agosto esordisce con i giallorossi, e contestualmente in Serie A, nella partita in casa delCagliari, pareggiata per 0-0.[16]Il 15 settembre ha realizzato la prima rete in maglia giallorossa inSerie A contro ilGenoa per il momentaneo 0-1 del club capitolino.[17] Il 18 dicembre, all'esordio inCoppa Italia segna la prima doppietta in giallorosso nell'ottavo di finale vinto per quattro a uno contro laSampdoria.[18] Conclude la sua prima stagione italiana segnando 12 reti inSerie A, risultando il miglior marcatore della squadra giallorossa.
Nel marzo 2021 riceve la sua prima chiamata innazionale maggiore.[19] Esordisce il 31 del mese stesso nella partita pareggiata per 1-1 contro ilKazakistan.[20]
Dovbyk in nazionale nel 2021
Inserito nella lista dei pre-convocati per l'campionato d'Europa 2020,[21] viene poi confermato nella rosa dei 26 finali.[22] Fa il suo esordio nella competizione agli ottavi contro laSvezia, siglando al 121º minuto il gol (il primo per lui in nazionale A) che porta la sua squadra ai quarti di finale.[23][24]