Kareer awal

Kroos bermain buat pertama kali untuk pasukan tempatan Greifswalder SC, kemudian berpindah ke pasukan muda Hansa Rostock. Kroos berpindah ke Bayern Munich pada 2006 sebagai pemain muda. Kroos tidak hadir ke sekolah selama 40 hari semata-mata untuk berlatih.

Untuk musim 2007-08, pada usia 17 tahun, Kroos telah dinaikkan ke pasukan senior Bayern. Beliau membuat kemunculan yang bagus dalam permulaan kareer Bundesliga beliau, membuat kemunculan untuk Bayern pada 26 September 2007 menentang Energie Cottbus dalam kemenangan 5-0. Dalam kemunculan beliau, Kroos merupakan pemain paling muda untuk mewakili Bayern dalam perlawanan professional pada usia 17 tahun, lapan bulan dan dua hari; rekod yang dipecahkan oleh David Alaba pada 2010.

Pada 25 Oktober, Kroos membuatkan Bayern memenangi kemenangan yang berharga menentang Red Star Belgrade dalam kemunculan pertama beliau dalam Piala UEFA. Kross mengakhiri musim pertama beliau dengan 20 kemunculan untuk Bayern termasuk dua kemunculan pertama. Beliau juga turut menjaringkan 3 gol dalam 12 kemunculan untuk Bayern Munich II dalam Regionalliga Süd.

Walaupun sering dipilih sebagai pemain utama dalam pasukan Bayern untuk pembukaan Bundesliga menentang Hamburger SV, Kross tidak membuat sebarang pertunjukkan yang baik semasa awal musim 2008-09. Walau bagaimanapun, beliau membuat kemunculan Liga Juara-Juara Eropah menentang ACF Fiorentina dari Itali.

Pinjaman ke Bayer Leverkusen

Pada 31 Januari 2009, Bayern membenarkan Kroos untuk menyertai Bayer 04 Leverkusen untuk 18 bulan pinjaman demi mendapatkan pengalaman bermain di pasukan utama.

Pada 28 Februari 2009, Kroos membuat kemunculan pertama beliau untuk Bayer Leverkusen sebagai pengganti dalam kekalahan 1-0 menentang Hannover 96. Pada 12 April, beliau membuat kemunculan pertama dalam Bundesliga untuk Leverkusen dalam membantu gol pasukan 1-1 menentang SV Werder Bremen. Pada 18 April 2009, beliau menjaringkan gol pertama dalam kekalahan 2-1 menentang VfL Wolfsburg.

Pada 30 Mei 2009, Kroos muncul sebagai pengganti lewat dalam perlawanan akhir DFB-Pokal 2009 menentang Bremen, dimana Leverkusen ditewaskan dengan gol jaringan Mesut Özil.

Semasa musim 2008-09, Kroos membuat 13 penampinal untuk Leverkusen dalam semua pertandingan dan hanya menjaring gol sekali.

Kroos memperkenalkan diri beliau sebagai pemain tetap Leverkusen pada 2009-10, membuat kemunculan dalam semua perlawanan kecuali menentang Bayern Munich. Diantara perlawanan 16 dan 20, Kroos memberi lima gol dan empat gol bantuan untuk lima perlawanan Bundesliga, mendapat anugerah "pemain bulanan" pada Disember 2009 dan Januari 2010. Beliau mengakhiri musim dengan 9 jaringan dan 12 gol bantuan dari 33 gol perlawanan

He ended the season with nine goals and 12 assists from 33 matches.

Kembali ke Bayern Munich

Pada musim panas 2010, Kroos telah tamat pinjaman dari Leverkusen dan pulang ke Bayern Munich. Apabila beliau ditanya mengenai peluang kedudukan tetap dalam pasukan utama Bayern, beliau menjawab "Saya ingin bermain secepat mungkin!"

Pada 16 Ogos 2010, beliau memulakan musim dengan perlawanan menentang TSV Germania Windeck dalam pusingan pertama DFB-Pokal, menjaringkan gol ketiga dalam kemenangan 4-0. Pada 29 Oktober 2010, beliau menjaringkan gol pertama liga dalam kemenangan 4-1 menentang SC Freiburg. Semasa musim 2010-11, Kroos merupakan pemain tetap untuk Bayern dalam Bundesliga, DFB-Pokal dan Liga Juara-Juara Eropah. Beliau mengakhiri musim dengan 37 penampilan semua pertandingan.

Semasa 2011-12, dibawah Jupp Heynckes, bekas jurulatih beliau di Leverkusen, Kroos memperkenalkan diri beliau sebagai pemain utama pasukan dari Bayern, membina pasangan posisi tengah yang bagus bersama rakan sepasukan Bastian Schweinsteiger. Beliau bermain 51 perlawanan dalam semua perlawanan termasuk Liga Juara-Juara Eropah 2012 dimana Bayern tewas kepada Chelsea dalam penalti di Allianz Arena.

Kroos merupakan pemain penting Bayern dalam kemenangan treble msuim 2012-13. Sebagai pemain terkemuka di posisi tengah bersama Schweinsteiger and Javi Martínez, Kroos menjaringkan tiga gol untuk pembukaan pasukan dalam liga. Beliau juga menjaringkan gol dalam pembukaan menentang Valencia CF. Selepas terlibat dengan kecederaan menentang Juventus dalam perlawanan suku akhir Liga Juara-Juara Eropah, Kroos tidak lagi dapat membuat kemunculan untuk Bayern dan gagal menyambut kemenangan Bayern dalam kemenangan Liga Juara-Juara Eropah 2013, DFB-Pokal 2013 dan tujuh perlawanan terakhir liga..

Kroos kembali ke pasukan pada pembukaan musim 2013-14, bermain untuk Piala Super Jerman dan Piala Super UEFA. Pada 4 Oktober 2013, beliau menjaringkan gol pertama musim menentang kelab lama, Leverkusen dalam keputusan seri 1-1. Beliau juga turut bermain untuk dua perlawanan Bayern dalam FIFA Piala Kelab Dunia 2013. Pada 19 Febrauri 2014, Kroos menjaringkan gol dalam Liga Juara-Juara Eropah dalam kemenangan 2-0 menetang Arsenal. Pada 25 Mac, beliau menjaringkan gol dalam perlawanan 301 menentang Hertha BSC sepertimana Bayern telah diumumkan sebagai juara Bundesliga.

Real Madrid

Pada 17 Julai 2014, Real Madrid mengumumkan bahawa mereka berjaya membeli Kroos dalam kontrak yang bertahan selama enam tahun untuk harga yang tidak didedahkan. Kenyataan media menyatakan Kroos mungkin bernilai €25 juta and €30 juta. Kroos menjadi pemain kesembilan Jerman selepas Günter Netzer, Paul Breitner, Uli Stielike, Bernd Schuster, Bodo Illgner, Christoph Metzelder, Mesut Özil, dan Sami Khedira, untuk menyertai Real Madrid. Dalam persembahan beliau dihadapan 8,000 penonton, beliau menyatakan Real Madrid merupakan "kelab terbesar di dunia". Beliau membuat kemunculan menentang Sevilla FC dalam Piala Super UEFA 2014 pada 12 Ogos 2014; memenangi trofi pertama bersama Real Madrid.