Gomez je svoju seniorsku karijeru počeo graditi u drugom timu Stuttgarta, a potom je zaigrao za prvi tim. Odlične performanse su mu 2009. godine otvorile vrata minhenskog Bayerna, u kojem je bio do 2013. godine. Nakon toga je postao član Fiorentine, a igrao je i na posudbi u Bešiktašu. Napadač Wolfsburga je postao 2016. godine, a danas se vratio u Stuttgart potpisavši ugovor do 2020. godine.
"Veoma sam sretan zbog povratka kući gdje je sve počelo. U posljednjih nekoliko dana sam se sve više želio vratiti, to nije samo faza", izjavio je Gomez nakon potpisivanja ugovora.
Gomez je sa Stuttgartom 2007. godine bio prvak Njemačke, a s Bayernom 2010. i 2013. godine. S minhenskim klubom je osvojio DFB kup 2010. i 2013. godine, kao i DFL Supecrup 2010. i 2012. godine te Ligu prvaka 2013. godine.
Iskusni napadač je prošao sve selekcije reprezentacije Njemačke.
Stuttgart je trenutno na 14. mjestu Bundeslige sa 17 osvojenih bodova u 17 odigranih kola.
