Gioca principalmente comeattaccante esterno sinistro, ma può agire anche sulla fascia opposta. All'Udinese è stato anche adoperato come seconda punta. Dotato di buona tecnica e molto abile nel dribbling. Giocatore estremamente rapido, cerca spesso l'uno contro uno e risulta proficuo anche in fase realizzativa.[2]
Nel 2012 è stato inserito nella lista dei migliori calciatori nati dopo il 1991 stilata daDon Balón.[3]
La sua carriera da calciatore inizia nel 2003 quando milita nelle giovanili delBarcelona. Nella stagione2010-2011 entra a far parte delBarcelona B e debutta nella partita disputatasi contro ilCórdoba, partendo dalla panchina.[4]
Nell'aprile del 2011, all'età di diciassette anni, debutta in prima squadra nella partita contro laReal Sociedad.[5] Nella stagione2011-2012 passa a tutti gli effetti nelBarcelona B e nello stesso anno subentra, inprima squadra, aDavid Villa nella partita contro ilMaiorca.[6] Il 7 dicembre 2011 debutta inChampions League nella partita vinta per 4-0 contro ilBATE Borisov, subentrando aRafinha al 70'.[7][8] L'8 aprile 2012, durante la partita di campionato contro ilCórdoba, realizza un gol e pochi minuti più tardi[9] viene sostituito dopo aver rimediato una distorsione alla caviglia destra.[10]
Il 10 luglio 2013 si trasferisce in prestito per una stagione agli inglesi dell'Everton. Segna il suo primo gol con la maglia deiToffeesal debutto, nella partita diLeague Cup contro loStevenage (2-1). Realizza la sua prima rete in campionato nella vittoria per 4-0 contro loStoke City. Si ripete l'8 dicembre seguente, mettendo a segno il suo secondo gol in campionato nel pareggio per 1-1 sul campo dell'Arsenal. A fine stagione fa ritorno alBarcellona.
Il 14 agosto 2014 passa alSiviglia con la formula del prestito.[11] Con la squadra andalusa vince l'Europa League.
Il 25 giugno 2015 si trasferisce a titolo definitivo all'Everton per sei milioni di euro.[12] Per lui si tratta di un ritorno aiToffees, dopo averci giocato in prestito nella stagione2013-2014. Dopo una discreta prima stagione (trentatré partite e quattro gol) nel2016-2017 si ritrova a dicembre ai margini del club, con tredici presenze totali di cui una sola per intero.[13]
Il 23 gennaio 2017 passa alMilan in prestito secco fino a giugno.[14] Debutta ufficialmente con la casacca rossonera il 25 gennaio aTorino, subentrando aCarlos Bacca durante il quarto di finale diCoppa Italia perso contro laJuventus per 2-1. Sigla il primo gol nella partita del 19 febbraio 2017, in casa contro laFiorentina, per il definitivo 2-1. Il 21 maggio 2017, in casa contro ilBologna, segna il primo dei tre gol del Milan, che con la vittoria consolida la sesta posizione in classifica, valida per l'accesso ai preliminari diEuropa League.
Il 30 giugno 2017 la società blaugrana esercita il proprio "diritto di recompra" nei confronti dell'Everton riportando il giocatore nella città catalana[15] per 12 milioni di euro. Il 21 ottobre dello stesso anno, allo stadioCamp Nou, sigla la sua prima rete stagionale contro ilMalaga in un incontro di campionato terminato 2-0 per i padroni di casa.
Il 29 gennaio 2018 passa in prestito oneroso per un milione di euro alWatford, squadra militante inPremier League[16]. L'11 giugno viene acquistato a titolo definitivo per 13 milioni più 4 eventuali di bonus, firmando un quinquennale con gliHornets[17][18]. Il 22 febbraio 2019, nella sfida in trasferta vinta per 5-1 contro ilCardiff City, sigla la sua prima tripletta in carriera, diventando il primo giocatore del Watford a realizzarla in Premier League[19]. Alla fine del campionato2019-2020 il Watford retrocede inChampionship.
Il 5 ottobre 2020 passa a titolo temporaneo all'Udinese.[20][21] Il 28 ottobre successivo la sua prima rete con i friulani, nel successo diCoppa Italia per 3-1 contro ilVicenza. Il 30 gennaio 2021, l'Udinese annuncia il suo acquisto a titolo definitivo.[22][23] Il 7 febbraio successivo segna anche la sua prima rete in campionato, realizzando la marcatura del successo per 2-0 sulVerona, la deviazione sul tiro del 2 gol gli toglie la doppietta.[24] Il 18 dicembre 2021 realizza la sua prima doppietta con i friulani nella vittoriosa trasferta per 0-4 contro ilCagliari.
Il 12 luglio 2023, Deulofeu prolunga il suo contratto con l'Udinese fino al 2026.[25] Tuttavia, a causa di un grave infortunio al ginocchio destro, è costretto a restare lontano dai campi per tutta lastagione 2023-2024,[26][27] fino a paventare, nel febbraio del 2024, l'ipotesi di un ritiro anticipato dal calcio giocato.[28] Nel giugno dello stesso anno, l'attaccante annuncia di aver concordato con il club friulano l'esclusione temporanea dalla rosa, pur rimanendo sotto contratto, in attesa di recuperare pienamente dal proprio infortunio.[26][29]
Dopo oltre un anno lontano dal campo la situazione non migliora ed il 16 gennaio2025 si accorda con il club per la rescissione consensuale.[30]
Nel giugno 2013 viene inserito nella lista dei convocati per ilMondiale Under-20; nella prima partita della fase a gironi, vinta per 4-1 contro gliStati Uniti, mette a segno una doppietta.
Il 17 marzo 2017, dopo quasi tre anni dall'ultima volta, viene convocato dal CTLopetegui innazionale maggiore, per la partita diqualificazione al Mondiale 2018 controIsraele e l'amichevole contro laFrancia, risultando decisivo nella partita contro iBleus, procurandosi uncalcio di rigore e realizzando la sua prima rete con leFurie Rosse per il definitivo 2-0.