Ljúkaðu eftirfarandi setningu: 23. september 2020 var Fati formlega kynntur í fyrsta liðið. Fjórum dögum seinna, í fyrsta leik Barcelona í
2020<unk>21 La Liga tímabilið og fyrsta undir nýjum yfirþjálfara Ronald Koeman, skoraði Fati brace og neyddist til refsingar í 4<unk>0 sigri á Villarreal. Hann skoraði aftur í næsta leik, 3-0 útileik gegn Celta Vigo þann 1. október. Framkvæmdir hans leiddu til þess að hann var útnefndur sem leikmaður La Liga í mánuðinum fyrir september 2020. Þann 20. október skoraði hann mark í 5-1 sigri á Ferencváros í Meistaradeildinni og varð fyrsti leikmaðurinn til að skora fleiri en eitt mark í keppninni áður en hann varð 18 ára. Þann 24. október skoraði hann mark í 1 til 3 tap gegn Real Madrid og varð yngsti markmaðurinn í El Clásico, 17 ára og 359 daga gamall. Þann 7. nóvember varð Fati meiddur í hné gegn Real Betis og var leystur úr leik í hálfleik; próf staðfestu síðar að hann rifnaði á vinstri hné. Tveimur dögum síðar fór hann í aðgerð og félagið tilkynnti að hann yrði úti í um fjögur mánuði.