Au début de sa carrière, Jelle Vermoote pratique principalement le cyclo-cross. Dans cette discipline, il prend notamment la quatrième place du championnat d'Europe juniors en 2018. Il commence ensuite à délaisser cette spécialité pour se consacrer au cyclisme sur route, après avoir subi plusieurs blessures.
En 2023, il intègre la réserve de l'équipe WorldTour Intermarché-Circus-Wanty en 2023. Sous ses nouvelles couleurs, il termine deuxième du Province Cycling Tour et quatrième du Tour de Bretagne. Il représente par ailleurs son pays lors des championnats d'Europe d'Emmen[3]. Ses bons résultats lui permettent de signer un premier contrat professionnel avec la formation Bingoal WB[4].