Napisati nadaljevanje za ta odstavek - 23. septembra 2020 je bil Fati uradno povišan v prvo ekipo. Štirje dni kasneje, v prvi tekmi Barcelone v sezoni 2020/21 La Lige
Fati je zadal gol in izrekel kazenski udarec v zmagi nad Villarrealom. Ponovno je zadal v naslednji tekmi, 1. oktobra, ko je Celta Vigo zmagala z 3:0. Zaradi svojih nastopov je bil imenovan za igralca meseca v La Ligi septembra 2020. 20. oktobra je v zmagi 5 proti 1 nad Ferencvárosom v Ligi prvakov zadal gol in tako postal prvi igralec, ki je v tekmovanju pred 18. letom dosegel več kot en gol. 24. oktobra je v porazu 1 proti 3 proti Realu Madrid zadal gol in postal najmlajši strelec v El Clásicu, star 17 let in 359 dni. 7. novembra je Fati utrpel poškodbo kolena proti Realu Betis in je bil v polčasu odstranjen; testovi so kasneje potrdili, da je pretrgal menisk na levem kolenu. Dva dni kasneje je bil operiran in klub je napovedal, da bo približno štiri mesece odsoten.