Il 1º agosto [[2013]] è diventato il più giovane esordiente nella storia dello [[Verein für Bewegungsspiele Stuttgart 1893|Stoccarda]], avendo disputato la sua prima partita in [[UEFA Europa League|Europa League]] all'età di 17 anni, 4 mesi e 25 giorni.<ref>{{en}} [http://www.vfb.de/en/aktuell/meldungen/news/2013/debuet-timo-werner-rekord-vfb-stuttgart/page/2487-1-1-.html Timo Werner on the climb] VfB.de</ref> Sedici giorni più tardi debutta anche in [[Bundesliga]] contro il [[Bayer 04 Leverkusen Fußball|Bayer Leverkusen]]. Il 22 settembre segna il suo primo goal da professionista ai danni del [[Eintracht Frankfurt|Eintracht Francoforte]]. Il 10 novembre, grazie alla doppietta contro il [[Sport-Club Freiburg|Friburgo]], diventa il calciatore più giovane a segnare due goal nel campionato tedesco. In tre anni con la maglia degli ''svevi'' realizza 14 reti in 104 partite totali.
Il 1º luglio [[2016]] passa per 10 milioni di [[euro]] ai neopromossi del [[RasenBallsport Leipzig|Red Bull Lipsia]], firmando un contratto quadriennale.