Futbola Giresun Yeniyolspor'da başlayan, buradan Trabzonspor altyapısına transfer olan yıldız futbolcu, 1997 sezonunda A Takım'a yükseldi. Savunmanın sağından görev almaya başlayan Gökdeniz Karadeniz, 1998-99 sezonunda pek forma şansı bulamadı. 1999-2000 sezonunun 18. haftasında oynanan ve Trabzonspor'un Adanaspor'a 1-0 mağlup olduğu maçta 69. dakikada sahaya Mehmet İpek'in yerine giren yıldız oyuncu o günden beri aldığı formayı bir daha bırakmadı.
2005-2006 sezonunda ise oyuncunun yaşadığı bahis olayı futboldan uzaklaşmasına neden oldu. 6 ay ceza alan Gökdeniz Karadeniz, söz konusu dönemde 15 maçta forma giydi. Yaşadıklarından ders alan yıldız oyuncu kendine yeniden futbola verdi.
Bu sezon Trabzonspor iyi bir yıl geçirmemesine rağmen yıldız oyuncu gösterdiği performans ile zaman zaman takımını sırtlayan isim oldu. Son olarak Gaziantepspor maçında haftalar sonra yeniden sahneye çıkan Gökdeniz, attığı 2 güzel gol ile takımına hayat verdi.
Bu sezonki gol sayısını 8'e çıkaran milli oyuncu, gol krallığı yarışında ise iddialı duruma geldi. Sivassporlu Mohammed Ali ve Vestel Manisasporlu Holosko ile 8 golle ilk sırayı paylaşan Gökdeniz Karadeniz, ligde 5 haftalık aradan sonra 2 gol birden atmayı başardı.
Bu sezon ligde 19 puan ile 11. sırada bulanan Trabzonspor, Gökdeniz Karadeniz'in gol attığı maçlarda 14 puan topladı. Bordo-mavili forma ile ve giydiği 61 numaralı forması ile özdeşleşen Gökdeniz Karadeniz, ligde 9. sezonu geçirdiği Trabzonspor'da sırt numarası kadar gol atmayı başardı.
Trabzonspor'un yıldız oyuncusu Gökdeniz Karadeniz'in bordo-mavili forma ile ligdeki performansı:
1999-2000 sezonu 10 maç 598 dk.
2000-2001 sezonu 33 maç 2958 dk. 5 gol
2001-2002 sezonu 33 maç 2970 dk. 4 gol
2002-2003 sezonu 31 maç 2478 dk. 4 gol
2003-2004 sezonu 33 maç 2944 dk. 14 gol
2004-2005 sezonu 32 maç 2793 dk. 12 gol
2005-2006 sezonu 15 maç 1221 dk. 6 gol
2006-2007 sezonu 32 maç 2927 dk. 8 gol
2007-2008 sezonu 15 maç 1340 dk. 8 gol
