2017년 서울 신인중 가장 기대되는 자원으로 언론의 주목을 받았다. 4라운드 전북전에서 교체로 투입되 데뷔했고 준수한 모습을 보여 선발 출전한 수비수 황현수와 함께 수확으로 평가받았다. 이때의 활약으로 5라운드 제주전에서 주세종과 함께 수비형 미드필더로 선발출전했다. 권순형과 이창민이 빠지긴 했으나 여전히 막강한 제주의 중원을 상대로 풀타임을 소화했다. 경험이 부족하다보니 순간순간 판단이 늦어져 볼을 빼앗기거나 패스 타이밍이 늦는 경우가 있었으나 후반에는 그럭저럭 적응해 풀타임을 소화했고 웨스턴 시드니와의 AFC 조별예선 4차전에서도 선발 출전해 이석현의 중거리골을 도왔다.
개막 후 꾸준히 풀타임으로 뛰며 작년의 기세를 이어가고 있다. 특히, '황기욱 시프트'라고 불려도 될 정도로 팀 전력에 핵심으로 활약하고 있는데, 스리백과 포백을 상황에 따라 변경하는 전경준 감독의 전술에서 좌측 스토퍼, 좌측 풀백, 그리고 좌측 미드필더 등 시시각각 포지션을 변경하며 팀 빌드업에서 중추적인 역할을 맡고 있다.
7월 25일자 리그 22라운드 부천 FC 1995 전에서 좋은 수비력을 보여 이날의 실력을 인정받아 라운드 베스트일레븐에 선정되었다.
또한, 팀이 치룬 대한축구협회 FA컵 전 경기에 출전했고, 결승전에서 대구 FC를 꺾고 우승을 차지하며 프로 커리어 첫 우승을 차지했다.
21시즌 출전 기록은 리그와 FA컵을 합쳐 35경기.
2021시즌을 끝으로 전남과 계약이 만료되었는데, 이미 구단으로부터 “함께 하기 어렵다”는 메시지를 받고 팀을 떠났다고 한다.# 2021년 12월 23일에는 같은리그의 FC 안양으로의 이적이 유력하다는 단독보도가 나왔다.3
황기욱은 연세대 재학시절 당시 올림픽 예선을 앞두고 주전 수비형 미드필더인 이찬동의 부상으로 올림픽대표팀에 처음으로 선발됐다. 그 후 준결승 카타르전에 처음으로 선발 출전했고 그 경기에서 공을 탈취하거나 개인기로 상대방을 농락하고 공수연결고리를 하면서도 정확한 롱패스로 류승우의 선제골을 어시스트 하는 등 그야말로 인생경기를 찍으며 축구팬들을 놀라게 했고 박문성 해설위원 역시 어떻게 대학생 선수가 저렇게 노련하게 경기를 하냐며 놀랐다. 하지만 본선 엔트리에는 떨어졌고 2018년에 열린 같은 대회에 참가하며 카타르전 때의 경기력을 기대하던 축구팬들의 기대와는 달리 상당히 부진한 모습을 보였다.