Gámez pertama kali muncul secara profesional dengan tim cadangan Málaga CF pada musim 2003-2004 di Segunda División, dan membantu mereka mempertahankan status mereka selama tiga musim. Namun, di pertengahan musim 2005-2006, ia dipromosikan ke tim utama dan membuat debut La Liga pada 27 November 2005 (bermain selama lima menit dalam kekalahan 3-2 melawan Getafe CF) ketika kedua tim dari kota tersebut akhirnya turun kelas pada bulan Juni.

Gámez menjadi starter yang tidak terbantahkan selama musim-musim di divisi kedua berikutnya, menggantikan Gerardo dan berkontribusi dalam 35 pertandingan pada musim 2007-2008 ketika klub kembali ke kasta tertinggi setelah absen selama dua tahun. Ia terus menjadi pilihan utama sepanjang musim berikutnya, tampil dalam jumlah pertandingan dan menit yang hampir sama. Gámez diangkat menjadi kapten pada musim panas 2011, setelah pensiunnya veteran Francesc Arnau. Ia membuat penampilan ke-200 di liga pada 29 Januari 2012, bermain selama satu menit dalam derbi lokal melawan Sevilla FC (kemenangan 2-1 di kandang); musim yang sama, ia membantu Málaga mencapai posisi terbaik mereka sepanjang sejarah liga, yaitu peringkat keempat dengan tempat di babak playoff UEFA Champions League. Pada 15 Mei 2012, Gámez memperpanjang kontraknya dengan Málaga hingga Juni 2016. Pada 21 Oktober tahun berikutnya, ia menambahkan satu tahun lagi pada kontraknya.

Pada tanggal 8 Agustus 2014, Gámez menandatangani kontrak tiga tahun dengan Atlético Madrid yang saat itu merupakan juara bertahan. Sebagian besar musim pertamanya, ia digunakan oleh manajer Diego Simeone sebagai bek kiri.

Selama jendela transfer musim panas 2016, Gámez yang berusia 31 tahun pindah ke luar negeri untuk pertama kalinya dalam karirnya dan bergabung dengan klub Championship, Newcastle United, dengan kontrak selama dua tahun. Ia melakukan debut kompetitifnya pada 23 Agustus, menjadi starter dalam kemenangan 2-0 melawan Cheltenham Town di EFL Cup. Penampilan liga perdananya terjadi empat hari kemudian, ketika ia masuk sebagai pemain pengganti pada menit ke-72 menggantikan Vurnon Anita melawan Brighton & Hove Albion, yang juga berakhir dengan kemenangan 2-0. Ketika tim kembali ke Premier League, Gámez melakukan debutnya di kompetisi tersebut pada 10 September 2017, pada usia 32 tahun dan 152 hari, bermain penuh dalam kemenangan 1-0 melawan Swansea City. Ia meninggalkan St James' Park pada Juni 2018, dengan hanya memiliki sepuluh penampilan kompetitif.

Secara statistik karir hingga tanggal 2 Februari 2018, Gámez mencatatkan sebagai berikut:

- Atlético Madrid: Runner-up UEFA Champions League 2015-2016

- Newcastle United: Juara EFL Championship 2016-2017

- Spanyol U23: Juara Mediterranean Games 2005.