Es formà en les categories inferiors del Futbol Club Barcelona, en les quals jugà del 1997 al 2003, que passà a formar part del primer equip del club anglès Arsenal. Fou el jugador més jove a debutar en l’equip londinenc, i en les vuit temporades que hi jugà esdevingué un dels eixos de l’equip entrenat per Arsène Wegner, el qual l’any 2008 el nomenà capità. Tot i que no aconseguí cap títol de lliga, amb l’Arsenal guanyà una Supercopa (Community Shield) el 2004 i una Copa d’Anglaterra (FA Cup) el 2005. El 2006 disputà la final de la Lliga de Campions davant del FC Barcelona, que perdé.
L’agost del 2011 fitxà pel FC Barcelona, on jugà fins el 2014, i aconseguí la Supercopa d’Espanya (2011 i 2013) i la d’Europa (2011), la Copa del Rei (2012) i el campionat de Lliga (2013). El 2014 fitxà pel Chelsea F.C., amb el qual guanyà el títol de la lliga anglesa de primera divisió (2015, 2017), una Copa de la Lliga (2015) i una Football Association Challenge Cup (2018). El gener del 2019 fitxà pel Mònaco, i l’agost del 2022 per l’italià Como 1907, on jugà fins el juny del 2023, quan es retirà de la competició professional.
Ha estat també titular de la selecció espanyola des del 2006 i jugà amb els equips que guanyaren l’Eurocopa (2008 i 2012) i el Mundial (2010). També jugà amb la selecció catalana absoluta en tres ocasions.
A títol individual, ha guanyat els trofeus de millor jugador i golejador del Mundial sub-17 (2003), el trofeu Bravo com a millor jugador europeu menor de 21 anys (2006) i el trofeu de millor jugador jove de la Premier League (2008). La seva posició habitual és de migcampista, tot i que destaca la seva habilitat golejadora i de crear ocasions de gol.
El juliol del 2023 inicià la seva carrera com a entrenador a les categories inferiors del Como 1907, del qual entre el novembre i el desembre del mateix any assumí la banqueta del primer equip.