Írj folytatást erre a bekezdésre - 2020. szeptember 23-án Fati hivatalosan előléptették az első csapatba. Négy nappal később, a Barcelona első mérkőzésén a 2020/21 La Liga szezonban
és az új főedző, Ronald Koeman elsője, Fati gólt szerzett és büntetést kapott a Villarreal elleni 4-0-os győzelemben. A következő mérkőzésen ismét gólt szerzett, a Celta Vigo elleni 3-0-os külföldi győzelmet október 1-jén. Előadásai miatt 2020 szeptemberében a hónap legjobb játékosának nevezték ki. Október 20-án gólt szerzett a Ferencváros elleni 5-1 győzelemben a Bajnokok Ligájában, és az első játékos lett, aki több gólt szerzett a versenyen, mielőtt 18 éves lett volna. Október 24-én gólt szerzett a Real Madrid elleni 1-3-as vereségben, és 17 éves és 359 napos korában lett a legfiatalabb góltörő az El Clásico-ban. November 7-én Fati térd sérülést szenvedett a Real Betis ellen, és a félidőben ki lett cserélve; a vizsgálatok később megerősítették, hogy a bal térdén eltépte a meniszkuszt. Két nappal később műtötték meg, és a klub bejelentette, hogy körülbelül négy hónapig lesz távol.