Né le 18 janvier 2002 à Munich, en Allemagne, Adeyemi a fait ses classes dans les équipes de jeunes du Bayern Munich (2010-2012) et d'Unterhaching. En 2018, il a quitté son pays natal pour l'Autriche afin de rejoindre le Red Bull Salzbourg. Au sein du club autrichien, Adeyemi a débuté avec l'équipe réserve, le FC Liefering, avant de faire ses premiers pas en équipe première lors de la saison 2019-2020. Le 1er décembre, il a inscrit son premier but en Ligue des champions face au Lokomotiv Moscou.

Ses performances lors des saisons 2020-2021 et 2021-2022 ont fait de lui un des joueurs les plus prometteurs du moment. Au total, il a remporté trois titres de champion d'Autriche et trois Coupes d'Autriche. Sur le plan individuel, il a terminé meilleur buteur du championnat lors de la saison 2021-2022 avec 19 réalisations, une campagne au cours de laquelle il a également été nommé dans l'équipe type du championnat.

À l'été 2022, Adeyemi est retourné en Allemagne pour rejoindre le Borussia Dortmund. Il a eu un impact immédiat au sein du club de Rhénanie-du-Nord-Westphalie ; il a d'ailleurs été élu « Rookie de la saison » (meilleur jeune) lors de l'exercice 2022-2023. L'un des temps forts de son passage à Dortmund a été la campagne de Ligue des champions 2023-2024, durant laquelle l'équipe entraînée par Terzic a atteint la finale de la plus prestigieuse des compétitions européennes de clubs.

À l'issue de la saison 2025/26, le jeune footballeur quitte l'équipe jaune et noire – après 146 apparitions, 36 buts et 25 passes décisives – et signe au FC Barcelone.

Sur le plan international, il a gravi les échelons des équipes de jeunes de l'Allemagne. Il a notamment remporté l'Euro 2021 avec les Espoirs. Le 5 septembre 2021, il a fait ses débuts avec les A sous les ordres de Hansi Flick, inscrivant son premier but lors d'une victoire 6-0 contre l'Arménie. Flick l'a ensuite sélectionné pour la Coupe du Monde 2022 au Qatar.

Profil technique

Tout au long de sa carrière, il a fait preuve d'une grande capacité d'adapation, évoluant avec aisance sur les deux ailes ainsi qu'en pointe. Il allie cette polyvalence à une vitesse fulgurante et une frappe du gauche puissante.