Remco Evenepoel startet med sykling først da han var junior, men fra sine aller første ritt har han vist seg som et talent utenom det vanlige. I sin siste sesong som junior vant han i 18 av 31 forsøk, noe som skal være tidenes mest suksessfulle sesong for en juniorrytter. Kronen på verket kom da han vant både tempo og fellesstarter under VM i Innsbruck.
Den elleville sesongen gjorde at han tok steget rett inn i WorldTouren hos belgiske Deceuninck-Quick Step (nå Soudal - Quick-Step), og allerede i sin første sesong, kun 19 år gammel, vant han blant annet Clásica San Sebastian og tok EM-gull på tempo.
Siden har seierene kommet på rekke og rad, og spesielt i mesterskap har han vært dominant. I 2022 ble han verdensmester på fellesstart i Wollongong, før han de tre påfølgende årene har blitt verdensmester på tempo. Under OL i Paris i 2024 var han uslåelig og ble både olympisk mester på tempo og fellesstart.
Etter å ha syklet hele karrieren så langt for Soudal - Quick-Step, bryter han kontrakten ett år før den går ut, for å signere med Red Bull - Bora-hansgrohe.