28 stycznia 2024 roku zdobył swojego pierwszego hat-tricka, w tym dwie bramki z rzutów karnych, w wygranym 3-1 meczu z VfL Bochum.
7 kwietnia 2024 roku zdobył bramkę wyrównującą w meczu przeciwko Atlético Madryt, co pomogło drużynie awansować do półfinału Ligi Mistrzów po raz pierwszy od jedenastu lat. Pierwszego maja strzelił jedynego gola w meczu, zapewniając zwycięstwo 1-0 nad Paris Saint-Germain w pierwszym meczu półfinałowym Ligi Mistrzów.
1 czerwca 2024 roku przegrał w finale Ligi Mistrzów z Realem Madryt wynikiem 0:2.
Füllkrug zakończył swój pierwszy sezon w Bundeslidze z Dortmundem jako drugi najlepszy strzelec klubu z 12 bramkami.
West Ham United 5 sierpnia 2024 przeszedł do angielskiego West Hamu za kwotę 27 milionów funtów, podpisując czteroletni kontrakt z klubem.
AC Milan 2 stycznia 2026 roku został wypożyczony do AC Milanu, tego samego dnia zadebiutował w Milanie, w spotkaniu ligowym przeciwko Cagliari (0:1), wchodząc z ławki za Rafaela Leao. 18 stycznia strzelił pierwszą bramkę w Serie A, w wygranym meczu z US Lecce (1:0).
Kariera reprezentacyjna W listopadzie 2022 roku został powołany do reprezentacji Niemiec na Mistrzostwa Świata w 2022 roku w Katarze. Zadebiutował w meczu towarzyskim przeciwko Omanowi, wchodząc z ławki i zdobywając bramkę.