רועי אלימלך גדל במחלקות הנוער של מכבי נתניה ובית"ר טוברוק.
בגיל 18 עבר לקבוצת הנוער של מכבי חיפה ושיחק במדיה עונה אחת.
בעיני הירוקים הוא נחשב לשחקן בעל פונטציאל גדול ובעונת 21/22 ערך את הופעת הבכורה בירוק ואף רשם בישול ראשון במדי הקבוצה מהכרמל.

בינואר 2022, הושאל לעונה וחצי להפועל עפולה מהליגה הלאומית והפך לשחקן חשוב בקבוצת מבירת העמק. מעמדת המגן רשם 58 הופעות ושמונה שערים.

בקיץ 2023 היה חלק מסגל הנבחרת הצעירה ליורו הצעירות שנערך בגאורגיה.
רועי אלימלך הושאל להפועל פתח-תקוה עד סוף עונת 23/24.