Simons trok op zesjarige leeftijd de aandacht van Villarreal CF. Vader Regillio Simons zag het echter niet zitten Simons al op jonge leeftijd naar een voetbalinternaat op 280 kilometer afstand van huis te laten vertrekken. Enkele maanden later volgde een aanbod van FC Barcelona, waarbij de club Simons en diens familie hielp met het zoeken van een nieuwe woning. Hierdoor vertrok Simons in 2010 naar de jeugdopleiding van de Catalaanse topclub.^[2] In zijn periode in Barcelona won Simons viermaal op rij de Ballon d'Or voor de beste jeugdspeler.^[3]

Simons verruilde de jeugdopleiding van FC Barcelona in 2019 voor die van Paris Saint-Germain.^[4] Een van de redenen hiervoor was dat er vanuit Simons, ondersteund door toenmalig zaakwaarnemer Mino Raiola en vader Regillio Simons, graag werd gezien dat hij bij het hoogste juniorenteam aan zou sluiten. De Spaanse club werkte hier echter niet aan mee. Daarnaast bood FC Barcelona de toen zestienjarige Simons een startsalaris van 100.000 euro per seizoen aan. Dit kon tot op zijn achttiende oplopen tot € 225.000. Vanuit FC Barcelona wordt dan ook verwacht dat het aanbod vanuit Parijs vele malen hoger zou zijn geweest.^[2] Bij Paris Saint-Germain werd zijn salaris namelijk op zo'n 1 miljoen euro per jaar geschat.^[5]

Op 10 februari 2021 maakte hij zijn officiële debuut in het eerste elftal van de Parijse club. In de Coupe de France-wedstrijd tegen SM Caen viel hij twaalf minuten voor tijd in voor Julian Draxler.^[6] Op 10 april 2021 liet trainer Mauricio Pochettino hem ook in de Ligue 1 debuteren. Tegen RC Strasbourg mocht hij in de slotfase invallen voor Ander Herrera. In december 2021 maakte hij tijdens een bekerduel zijn basisdebuut. In totaal speelde Simons elf officiële wedstrijden in het eerste elftal.

In juni 2022 leek het er lange tijd op dat hij zijn contract bij Paris Saint-Germain zou gaan verlengen en als gevolg hiervan een jaar op huurbasis voor PSV zou gaan spelen. Op 29 juni 2022 werd echter bekend dat hij transfervrij de overstap maakte naar PSV waar hij tot 2027 tekende.^[7][8] Het contract bevatte wel een clausule voor wanneer Simons zelf een terugkeer naar Paris Saint-Germain zou zien zitten.^[9]

Hij maakte zijn debuut in de wedstrijd om de Johan Cruijff Schaal tegen Ajax. Simons viel in voor Cody Gakpo en scoorde direct.^[10] In augustus 2022, de eerste maand van de competitie, werd Simons direct uitgeroepen tot Eredivisie Speler van de Maand.^[11] In januari 2023 werd hij uitgeroepen tot Johan Cruijff Talent van de Maand en in maart 2023 volgde wederom een verkiezing tot Eredivisie Speler van de Maand.^[12][13] Op 19 maart 2023 scoorde Simons in de in 1-1 geëindigde uitwedstrijd tegen Vitesse zijn dertiende eredivisiedoelpunt van het seizoen. Hiermee werd hij de eerste tiener met meer dan twaalf eredivisiedoelpunten in één seizoen voor PSV sinds Ronaldo dat deed in het seizoen 1994/95.^[14] In alle competities kwam Simons bij PSV tot 48 wedstrijden, waarin hij 22 doelpunten scoorde en twaalf keer een assists gaf.

Gedurende de tweede seizoenshelft was Simons meermaals doelwit van homofobe spreekkoren vanuit supporters van andere clubs. Bijvoorbeeld in de uitwedstrijd voor de halve finales van de KNVB Beker tegen SV Spakenburg, in de competitiewedstrijden uit tegen FC Utrecht en Sparta Rotterdam en in de finale van de KNVB Beker tegen Ajax.^{[15][16][17][18]}

Op 19 juli 2023 keerde Simons terug bij Paris Saint-Germain en tekende een contract voor vier jaar, zijn salaris is geschat rond de 8 en 10 miljoen euro per jaar. Kort na de overname vertrok Simons op huurbasis naar RB Leipzig voor de duur van een seizoen, waar hij met rugnummer 20 speelt.^[19] Op 12 augustus maakte Simons zijn debuut voor Leipzig in de met 3-0 gewonnen DFL-Supercup tegen Bayern München. Simons scoorde drie keer en gaf vier assists in zijn eerste vier Bundesliga-wedstrijden. Op 19 september maakte Simons zijn debuut in de UEFA Champions League in een 3-1 overwinning op BSC Young Boys. Op 25 oktober was hij tegen Rode Ster Belgrado goed voor zijn eerste goal en assist in het miljoenenbal. In december 2023 werd hij voor het eerst -op positie 66- opgenomen in de prestigieuze jaarlijkse lijst van 100 best male footballers in the world van The Guardian.^[20] Hij was goed voor tien goals en vijftien assists in alle competities.

Op 5 augustus 2024 maakte RB Leipzig bekend dat het Xavi voor nog een seizoen zou huren van PSG.