Vào tháng 1 năm 2019, được chuyển đến đội U19 của Hamburguer SV II. Sau 5 trận đấu đầu tiên ở Giải bóng đá vô địch quốc gia Đức, Kim Dongsu xuất sắc được lên đội B của câu lạc bộ. Nửa năm sau, anh góp mặt trong đội hình tiêu biểu của giải, họ đã bất bại ở vòng 1.

Sau thành công ở Giải bóng đá vô địch quốc gia Đức, Kim Dongsu gia nhập J1 League Omiya Ardija vào năm 2017.

Sau khi kết thúc mùa giải, anh trở lại Đức để thi đấu cho VfB Lübeck. Vào năm 2018 mới chính thức ra mắt.

Câu lạc bộ hiện tại của cầu thủ này là Câu lạc bộ bóng đá Hoàng Anh Gia Lai.[2] Tại đây, anh cùng toàn đội dẫn Giải bóng đá vô địch quốc gia Việt Nam 2021, nhưng do các giải bóng đá chuyên nghiệp Việt Nam bị hủy nên toàn đội không được nhân cúp vô địch và hiện đang hướng đến mùa giải 2022.[3]