İlkay Gündoğan, 1990 yılında Almanya’nın Gelsenkirchen kentinde dünyaya geldi. Ailesi Balıkesir kökenlidir ve kendisi millî voleybolcu Naz Aydemir ile kuzenlik bağına sahiptir.
Futbola ilk adımını SV Gelsenkirchen-Hessler 06 altyapısında atan Gündoğan, 1998 yılında FC Schalke 04 altyapısına transfer oldu. Burada geçirdiği bir sezonun ardından yeniden eski kulübüne döndü. 2004-2005 yılları arasında SSV Buer altyapısında forma giydikten sonra, gelişiminde önemli rol oynayan VfL Bochum altyapısına katıldı.
2007-2008 sezonunda Bochum’un U-19 takımında mücadele eden Gündoğan, ertesi sezonun ikinci yarısında profesyonel kariyerine adım atarak 1. FC Nürnberg takımına transfer oldu. Buradaki performansıyla dikkat çeken oyuncu, 2011-2012 sezonunda Borussia Dortmund kadrosuna katıldı ve Avrupa futbolunda adını duyurdu.
2016-2017 sezonu başında yaklaşık 25 milyon euro bonservis bedeliyle Manchester City takımına transfer olarak kariyerinde yeni bir sayfa açtı.
Özel hayatında ise Gündoğan, Danimarka’nın başkenti Kopenhag’da Sara Arfaoui ile evlenmiştir.
