* Penampilan dan gol di klub senior hanya dihitung dari liga domestik dan akurat per 17:32, 17 Mei 2025 (UTC) ‡ Penampilan dan gol di tim nasional akurat per 10:16, 29 Juni 2025 (UTC)
Woltemade bergabung dengan Werder Bremen pada tahun 2010 dari TS Woltmershausen. Pada musim 2018–19, ia mencetak 18 gol dan membuat delapan assist dalam 24 pertandingan untuk tim U17 Werder Bremen di Bundesliga U17.[4]
Setelah mencetak tujuh gol dalam delapan pertandingan untuk tim U19, Woltemade pertama kali dipanggil ke skuad tim utama untuk pertandingan Bundesliga melawan Bayer Leverkusen pada 11 Januari 2020.[5] Pada 1 Februari 2020, ia melakukan debut profesionalnya dalam kekalahan liga 2–1 dari FC Augsburg, menjadi pemain Bundesliga termuda dalam sejarah Werder Bremen pada usia 17 tahun, 11 bulan, dan 16 hari.[4]
Dipinjamkan ke SV Elversberg
Pada bulan Agustus 2022, Woltemade bergabung dengan SV Elversberg, yang baru dipromosikan ke 3. Liga, dengan status pinjaman selama satu tahun.[6]
VfB Stuttgart
Untuk musim 2024–25, Woltemade pindah ke VfB Stuttgart dan menandatangani kontrak selama empat tahun dengan klub tersebut.[7] Ia mengakhiri musim pertamanya dengan mencetak 17 gol di semua kompetisi, termasuk satu gol di final DFB-Pokal, yang dimenangkan oleh timnya.[8][9]
Pada 22 Mei 2025, Woltemade menerima panggilan pertamanya ke tim nasional Jerman untuk Final Liga Negara UEFA.[14] Pada 4 Juni, ia memulai debutnya di semifinal melawan Portugal.[15]
Woltemade masuk dalam skuad Jerman di Kejuaraan Eropa U-21 UEFA 2025, mencetak hat-trick dalam kemenangan 3-0 Jerman di babak penyisihan grup melawan Slovenia. Ia mencetak gol keempatnya di turnamen tersebut dalam kemenangan 4-2 melawan Ceko, yang memastikan Jerman lolos ke babak gugur kompetisi tersebut.[16]
