През 2011-а подписва професионален договор с Ботев, а същото лято прави дебюта си за първия отбор. След 73 мача и 19 гола за "канарчетата" осъществява трансфер в немския елитен Майнц 05, но не успява да се наложи в състава и записва само две официални срещи, като предимно играе в дублиращия тим. В началото а 2016-а се завръща в Ботев първоначално под наем, а впоследствие подписва постоянен договор с родния си клуб, където играе и до момента. Общо за "жълто-черните" има 285 мача и 84 гола във всички турнири. Носител на Купата и Суперкупата на България през 2017-а.

За националния отбор Неделев дебютира на 15 август 2013-а срещу Македония и към днешна дата има 44 двубоя за "лъвовете", в които се е разписал пет пъти.

Избран за най-добър млад футболист в първенството за сезон 2012/13; на два пъти остава на втора позиция в класацията "Футболист на годината", а през 2019-а е отличен като полузащитник номер едно на България.

На 10 юни 2022 г. Неделев е сериозно наранен при катастрофата на българския национален отбор в грузинската столица Тбилиси и претърпява животоспасяваща операция, извършена от проф. Шота Ингороква. На 4 февруари 2023 г. се завръща на терена с екипа на Ботев (Пловдив) в контролата срещу Ботев (Враца). За демонстрираното мъжество е награден с приза "Лъвско сърце - Трифон Иванов" на церемонията "Футболист на годината".

Българският футболен съюз честити празника на Тодор Неделев и му желае здраве, късмет и много бъдещи успехи!