CSKAソフィアでデビューを果たし、そのシーズンのカップ優勝に貢献。その活躍と非凡な才能が認められて2000-2001シーズンにバイエル・レバークーゼンへ移籍。翌シーズンには8得点を挙げるなど、レバークーゼンのリーグ、CL準優勝に貢献し、2002年のブルガリア最優秀選手に選出。2003-2004シーズンには16得点を挙げ、代表でもEURO2004に出場。2004年に再びブルガリア最優秀選手に選出され、フリスト・ストイチコフ以来のスターとして期待されている。2008年、ベルバトフにとって5度目のブルガリア最優秀選手に選出された。
2006-07シーズンからは移籍金1600万ユーロでプレミアリーグのトッテナムへ移籍。1年目からロビー・キーンと2トップを組み13ゴールを挙げると、2007-08シーズンは互いにリーグ5位タイとなる15ゴールを挙げる活躍を見せる。その活躍からマンチェスター・ユナイテッドへの移籍が噂され続けたが、結局2008-09シーズン開幕後の9月1日に移籍金3075万ポンド(約60億円)での完全移籍が発表された。
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