Ở tuổi thiếu niên Lindelöf chơi cho nhiều câu lạc bộ tại Västerås như IK Franke, Västerås IK và Västerås SK.[2]

Västerås SK

Tháng 9 năm 2010, Lindelöf ra mắt Västerås SK khi đội giành chiến thắng 3-0 trước BK Forward.[3] Cũng trong mùa giải đó anh đã giúp đội lên chơi tại giải Superettan hay giải hạng hai của Thụy Điển.[4]

Benfica

Vào ngày 1 tháng 12 năm 2011, Lindelöf đã ký hợp đồng với câu lạc bộ Benfica của Bồ Đào Nha[5] và vào ngày 8 tháng 6 năm 2015 hợp đồng được gia hạn đến năm 2020.[6] Trong mùa giải 2012-13, anh chơi cho đội trẻ và vô địch giải U19 Bồ Đào Nha.[7] Vào ngày 19 tháng 10 năm 2013, anh ra mắt đội một trong chiến thắng 1-0 trước CD Cinfães. Trong mùa giải 2013-14, anh ghi 2 bàn trong 33 trận cho Benfica B. Mùa giải 2015-16,[8] anh trở lại đội một trong chiến thắng 1-0 trước Nacional ở Taça da Liga. Ngày 16 tháng 2 năm 2016, anh đã thi đấu cả trận trong chiến thắng 1-0 trên sân nhà trước Zenit Sankt Peterburg trong trận đầu tiên của vòng 16 UEFA Champions League.[9] Bốn ngày sau, anh ghi bàn thắng đầu tiên cho Benfica, trong chiến thắng 3-1 trước Paços de Ferreira.[10]

Manchester United

Ngày 10 tháng 6 năm 2017, trang chủ Manchester United xác nhận họ đã đạt được thỏa thuận với câu lạc bộ Benfica và thỏa thuận cá nhân với Lindelöf. Anh chính thức gia nhập Manchester United sau khi anh vượt qua buổi kiểm tra y tế tại Trung tâm đào tạo Trafford vào ngày 14 tháng 6, cầu thủ người Thụy Điển ký hợp đồng bốn năm với tùy chọn tự động gia hạn thêm một năm; Manchester United công bố rằng hợp đồng sẽ bắt đầu vào ngày 1 tháng 7 năm 2017.[11][12]