Schalke 04

Kaan Ayhan gikk til Schalke 04s ungdoms-akademi som fireåring. 18. januar 2012 signerte han sin første proff-kontrakt med klubben. En kontrakt som hadde varighet til 30. juni 2015. Han ble tildelt trøyenummer 24.

Han fikk sin Bundesliga-debut for klubben mot FC Augsburg 5. oktober 2013, da han kom inn som innbytter for Ádám Szalai. 3. mai 2014 scoret han sitt første mål for klubben, da han scoret kampens første mål i det 13. minutt, i en 0-2-seier på bortebane mot SC Freiburg i Bundesliga.

18. mars 2014 debuterte han i Champions League mot Real Madrid i åttendedelsfinalens returoppgjør på Santiago Bernabéu. Han startet kampen som endte med 3-1-tap, og 9-2 i favør Real Madrid på to kamper.

Eintracht Frankfurt (lån)

3. januar 2016 ble Kaan Ayhan som 21-åring lånt ut til 2. Bungesliga-klubben Eintracht Frankfurt for resten av sesongen. Han spilte bare to kamper i siste halvdel av 2016-17-sesongen. Han debuterte fra start og spilte 45 minutter mot VfB Stuttgart 6. februar 2016. I tillegg kom han inn som innbytter mot TSG Hoffenheim 9. april 2016.

Fortuna Düsseldorf

31. august 2016 gikk han til 2. Bundesliga-klubben Fortuna Düsseldorf for 500 tusen euro.

— 2016-17-sesongen

Han debuterte for klubben og spilte hele kampen i sjette serierunde mot VfL Bochum 20. september 2016. Kampen endte med 3-0-seier på hjemmebane.

4. april 2017 scoret han sitt første mål for klubben mot Arminia Bielefeld i ligaen. Han satte inn 1-1 i det 60. minutt i en kamp som til slutt endte med 2-1-tap på bortebane.

Kaan Ayhan spilte 23 kamper, scoret 1 mål og noterte seg for 1 målgivende pasning i ligaen i debutsesongen for Fortuna Düsseldorf. I tillegg spilte han 1 kamp i den tyske cupen, DFB-Pokal.

— 2017-18-sesongen

Kaan Ayhan spilte seg inn i førsteelleveren i 2017-18-sesongen, med spill i 31 av 34 kamper. I siste serierunde mot FC Nuremberg på bortebane scoret han vinnermålet på overtid, og sikret ligatittelen som ga direkte opprykk til Bundesliga. Det ble hans eneste mål for sesongen.

— 2018-19-sesongen

To og halvannet år siden sist Bundesliga-kamp var Kaan Ayhan tilbake på øverste nivå i Tyskland. Han startet kampen som endte med 1-2-tap mot FC Augsburg på bortebane i første serierunde.

15. desember 2018 scoret han begge Fortuna Düsseldorfs mål i 2-0-seieren mot SC Freiburg i Bundesliga. Han scoret ytterliggere to mål, som kom mot FC Nuremberg og VfL Wolfsburg i 2018-19-sesongen.

I løpet av 2018-19-sesongen spilte han 28 kamper i Bundesliga og 3 i den tyske cupen, DFB-Pokal.

— 2019-20-sesongen

Fortuna Düsseldorf rykket ned etter 2019-20-sesongen, som også ble Kaan Ayhans siste i klubben. På tvers av alle turneringer spilte han 34 kamper, scoret 2 mål og hadde 3 målgivende pasninger i 2019-20-sesongen.

Totalt spilte han 121 kamper, scoret 8 mål og hadde 8 målgivende pasninger for klubben på fire sesongen.

Sassuolo

1. september 2020 signerte Kaan Ayhan, som på det tidspunktet hadde en markedsverdi på 7 millioner euro for Serie A-klubben Sassulo, for en overgangssum på 2,5 millioner euro.

— 2020-21-sesongen

Han debuterte og kom inn som innbytter på overtid i første serierunde i en 1-1-kamp mot Cagliari 20. september 2020. 1. november 2020 spilte han sin første kamp fra start. Den kom i en sterk 0-2-seier over Napoli på bortebane i Serie A.

I april 2021 var han uaktuell for spill og måtte stå over 5 kamper grunnet koronavirus. Han spilte 19 kamper i Serie A og 1 i den italienske cupen i en sesong som endte med 8. plass på tabellen for Sassuolo.

— 2021-22-sesongen

Kaan Ayhan scoret sitt første mål for klubben i 2021-22-sesongen. Det kom 18. mars 2022, i en 4-1-seier mot Spezia Calcio i Serie A. Han spilte 23 kamper i Serie A og 1 i den italienske cupen i løpet av sesongen.

— 2022-23-sesongen

Sassuolo startet sesongen med et 0-3-tap mot Juventus i første serierunde. Kaan Ayhan spilte hele kampen, men ble henvist til benken  de neste kampene. Han spilte 10 kamper i Serie A og 1 i den italienske cupen før han ble lånt ut til Tyrkia.

På foreløpig to og en halv sesong spilte han 55 kamper og scoret 2 mål for Sassuolo.

Galatasaray

30. januar 2023, ble Kaan Ayhan som hadde en markedsverdi på 4 millioner euro, lånt ut til Galatasaray for resten av sesongen. Galatasaray betalte 400 tusen euro for å låne 28-åringen. I tillegg har de opsjon på å kjøpe spilleren for 2.8 millioner euro ved sesongslutt.

Kaan Ayhan debuterte 5. februar 2023 for Galatasaray, i den 23. serierunden  mot Trabzonspor på hjemmebane, da han kom inn for Dries Mertens på overtid i kampen. Galatasaray vant kampen 2-1. Kaan Ayhan slet med spilletid ettersom Victor Nelsson og Abdülkerim Bardakcı var førstevalget som midtstoppere i Okan Buruks mannskap.

Han startet to kamper, som begge endte med tap, i siste halvdel av sesongen. Den ene var et 2-1-tap på bortebane 17. mars 2023, mot Konyaspor i den 26. serierunden. Mens den andre kampen kom 5. april 2023 mot Istanbul Basaksehir på hjemmebane i kvartfinalen i cupen. Kaan Ayhan scoret 1-1-målet i kampen i det 20. minutt, etter at Istanbul Basaksehir tok ledelsen. Det var til ingen nytte ettersom Istanbul Basaksehir til slutt vant 2-3, og sendte Galatasaray ut av cupen.

I løpet av siste halvdel av sesongen spilte Kaan Ayhan 5 ligakamper og 1 cupkamp. Han tok likevel sin første tittel med Galatasaray, som ble seriemestere i 2022-23-sesongen.

— 2023-24-sesongen

1. juli 2023 ble overgangen til Kaan Ayhan gjort permanent for 2,8 millioner euro, og han signerte en treårskontrakt med Galatasaray.

Kaan Ayhan ble brukt i ulike roller under 2023-24-sesongen på grunn av skader og frafall i laget. Han var innom rollen som midtstopper, høyre- og venstreback, og som anker på midtbanen. Hans Champions League-debut kom mot Manchester United på Old Trafford 3. oktober 2023. Han startet kampen som anker på midtbanen i en ellevill kamp som Galatasaray vant 2-3. Han spilte 5 av 6 kamper i gruppespillet i Champions League mot Bayern München, Manchester United og FC København.

21. januar 2024 scoret Kaan Ayhan sitt første mål for sesongen mot Trabzonspor på bortebane i Süper Lig. Han satte inn 0-3-scoringen i det 63. minutt, i en kamp som endte med 1-5-seier.

Kaan Ayhan ble brukt som høyre-back på nyåret etter at Sacha Boey ble solgt til Bayern München i januar 2023. Han spilte 49 kamper i alle turneringer, scoret 1 mål og bidro med 3 målgivende for Galatasaray i løpet av sesongen. 

Kaan Ayhan som er født i Tyskland, men har tyrkiske har tyrkiske foreldre spilte for Tyskland sine aldersbestemte lag, før han som 21-åring debuterte for det tyrkiske A-landslaget under ledelse av Fatih Terim, i en vennskapskamp mot Russland, 31. august 2016.

Han var også i troppen til Tyrkia til EM 2020 der han spilte i alle Tyrkias tre kamper i gruppespillet, som alle endte med tap.

Fortuna Düsseldorf

• 2. Bundesliga: 2017–18

Galatasaray

• Süper Lig: 2022-23, 2023-24
• Süper Kupa: 2023