Nakon što je nekoliko godina uspješno nastupao za pionirski i juniorski tim, već krajem sezone 1964/65, tadašnji trener Abdulah Gegić ga je povremeno priključivao prvom timu, ali pored nekoliko prijateljskih utakmica, nije zaigrao niti jednom u nekom zvaničnom susretu.

Zvanični debi imao je na početku sezone 1965/66, kada je još sa nepunih 19 godina debitovao u duelu protiv Partizana na Koševu. Susret je završen rezultatom 1:3 za goste, a Musemić je na toj utakmici igrao na poziciji desnog krila. Do kraja debitantske sezone, ukupno je sakupio 4 nastupa, a veći dio sezone je proveo igrajući za mladi tim Sarajeva.

Sezona 1966/67 je bila njegova prva sezona, u kojoj je dobio pravu priliku i može se reći da je u potpunosti iskoristio. Karijera Asima Ferhatovića je već bila na zalasku, pa je njegova devetka pripala mladom centarforu, koji je pruženu šansu iskoristio na najbolji način. Iako u prvih šest kola te sezone nije postigao niti jedan gol, u naredne četiri utakmice je sebi zacementirao mjesto u prvoj postavi. Postigao je pobjedonosne golove protiv Radničkog i Zvezde, gol za remi protiv Veleža, te dva gola u pobjedi protiv Rijeke od 4:0. Upravo zahvaljujući njegovim golovima, Sarajevo se učvrstilo na prvom mjestu, kojeg nije ispuštalo do kraja sezone, pa je na Koševo stigla prva šampionska titula. Poseban pečat ovom uspjehu dao je Musemić, koji je sa 16 golova bio prvi strijelac ekipe, a ovoj cifri je dodao i još šest golova u Kupu Maršala Tita, te jedan u Srednjoevropskom kupu.

Dobre igre u bordo dresu, dovele su ga i do reprezentacije, za koju je debitovao u aprilu 1968., kada je u dvomeču sa Francuzima, koji  je odlučivao o putniku na Evropsko prvenstvo, postigao čak tri gola. U junu iste godine je bio član prvog tima reprezentacije, koja se okitila titulom viceprvaka Evrope, a sjajne igre su privukle skaute Fiorentine, koji su ga po svaku cijenu htjeli ostaviti u Firenci, što je on odbio, želeći nastaviti karijeru u Sarajevu. Reprezentativni dres je nosio sve do 1970. godine, upisavši ukupno 17 nastupa uz 9 postignutih pogodaka.

U dresu Sarajeva, Musemić  je i dalje bio prva zvijezda tima, ali zbog čestih povreda nikad nije uspijevao da dostigne svoju maksimalnu formu. Kao udarna igla, tima sa Koševa, bio je na meti odbrambenih igrača, koji nisu birali način da ga zaustave, pa je često bio povrijeđen, a nerijetko se znalo desiti i da na učestale grubosti odgovori neprimjerenom reakcijom, pa je u javnosti imao etiketu igrača sklonog isključenjima i suspenzijama.

Kada je u pitanju njegov golgeterski učinak, posebno je ostala upečatljiva sezona 1970/71, u kojoj je u samo 14 prvenstvenih utakmica postigao čak 12 golova i da zbog povrede fibule desne noge nije morao propustiti gotovo kompletan proljetni dio prvenstva, vjerovatno bi postao prvi strijelac šampionata. U ljeto 1972. godine, Musemić sa Sarajevom osvaja Ljetnu ligu šampiona, a godinu dana kasnije napušta ekipu i odlazi na odsluženje vojnog roka.

Nakon što je proveo godinu dana u JNA, nastavlja karijeru u inostranstvu. Bio je to njegov oproštaj od dresa Sarajeva, u kojem je nastupao ukupno 182 puta, postigavši pri tome 83 gola, što ga svrstava među pet najboljih klupskih strijelaca svih vremena. Još dvije godine je nastupao za francuskog prvoligaša Nicu, gdje je već u prvoj sezoni postigao 11 golova iz 21 meča, ali je tokom iduće sezone, zbog sve češćih povreda, odlučio okačiti kopačke o klin.

Tako je prerano završena jedna velika karijera, koju je obilježila impozantna statistika. Nakon završene karijere, Musemić se vratio u Sarajevo. Uz svoj voljeni klub je stao i u najtežim godinama, kada je tokom rata obavljao funkciju tehničkog direktora kluba, a u rukovodećim organima Kluba zadržao se i u prvim poslijeratnim godinama.