Hummels, nacido en Bergisch Gladbach, llegó a través de las filas juveniles del Bayern Munich e hizo su debut en el primer equipo para el club bávaro de 18 años en mayo de 2007.
Se unió a Borussia Dortmund enero de 2008, inicialmente en préstamo, y se convirtió en una parte clave del equipo que ganó dos veces la Bundesliga bajo Jurgen Klopp.
Hummels regresó a Bayern en 2016, donde ganó tres títulos más de la liga alemana, luego regresó a Dortmund por un segundo hechizo tres años después.
El central jugó dos veces en la final de la Liga de Campeones, en 2013 y 2024, y estaba en el lado perdedor con Dortmund en ambas ocasiones.
Hummels jugó 508 partidos para Dortmund y otros 118 para el Bayern.
Se unió a Roma en 2024 en una transferencia gratuita y ha hecho 18 apariciones en todas las competiciones para el Giallorossi en lo que va de la temporada.