Pięć dni później, w swoim debiucie w Bundeslidze, zaliczył asystę w zwycięskim meczu 3-0 przeciwko Borussii Mönchengladbach.
20 października 2020 roku zagrał przeciwko Lazio w Lidze Mistrzów, mając 17 lat i 113 dni, został oficjalnie najmłodszym Anglikiem, który zagrał w podstawowym składzie w meczu Ligi Mistrzów, przebijając rekord Phila Fodena.
W pierwszych trzech miesiącach sezonu często grał, występując w sześciu meczach w pierwszym składzie i siedmiu jako rezerwowy w Bundeslidze, a także czterokrotnie w Lidze Mistrzów. Opuścił dwa pierwsze mecze 2021 roku z powodu kontuzji stopy, ale potem wrócił do regularnej gry.
W ćwierćfinale Ligi Mistrzów przeciwko Manchesterowi City asystował przy golu Marco Reusa w meczu wyjazdowym. Podczas drugiego meczu strzelił swojego pierwszego gola w Lidze Mistrzów przeciwko City, ale Dortmund nie utrzymał przewagi i odpadł z rozgrywek.
W międzyczasie zdobył swojego pierwszego gola w Bundeslidze, pomagając zespołowi wygrać 3-2 z VfB Stuttgart.
Bellingham wystąpił w finale DFB-Pokal, gdzie Dortmund pokonał RB Leipzig 4-1.