Washington Wizards (2008–2012)
McGee valdes totalt 18 av Wizards i 2008 års NBA-utkast. Den 9 juli 2008 undertecknade han ett tvåårigt avtal på 2,4 miljoner dollar med Wizards.
McGee med Wizards i november 2010
Den 9 januari 2010 fick McGee böter på 10 000 $ av Wizards för att ha deltagit i Gilbert Arenas ”upptåg före en match den 5 januari 2010 mot Philadelphia 76ers. Arenas undersöktes för en tidigare incident med vapen i Wizards ”omklädningsrum, men gjorde ljus över anklagelserna genom att peka fingret på sina lagkamrater, som om han skjuter dem. Hans lagkamrater fotograferades leende och skrattade med honom.
Den 6 januari 2011 valdes McGee att delta i 2011 NBA Slam Dunk Contest. McGee var den första guiden som någonsin deltog i tävlingen. Han slutade på andra plats och förlorade mot Blake Griffin. McGee var den första spelaren som använde tre bollar åt gången i en dunk-tävling, som senare citerades av Guinness World Records som de flesta basketbollarna dunkade i ett enda hopp. Den tredje bollen överlämnades till honom från lagkamraten John Wall.
Den 15 mars 2011, i en förlust på 98–79 mot Chicago Bulls, slog McGee sin första karriär trippel-dubbel och registrerade 11 poäng, 12 returer och 12 block. Hans karriär höga 12 kvarter var mest sedan Keon Clark hade 12 den 23 mars 2001. Men han fick viss kritik för att ha tagit dåliga skott i fjärde kvartalet för att säkerställa att han nådde 10 poäng medan hans lag sprängdes ut, och fick även en teknisk foul för överdriven firande genom att dra sig i fälgen efter en dunk för sina sista poäng. TV-kommentator Kevin McHale kallade det en ”dålig trippel-dubbel”. Som svar på kritiken sa McGee, ”Jag fick en trippel-dubbel. Vem kan säga att de fick en trippel-dubbel? Jag är inte riktigt orolig för det.”
Under NBA-lockout 2011, NBPA-ledare träffade cirka 30 spelare den 14 oktober och betonade enhet. McGee lämnade mötet tidigt och sa till reportrar att det fanns några spelare som ”sa att de” är redo att lägga sig ”, men majoriteten var enad. McGee förnekade senare att han nämnde att spelare var redo att lägga sig, men hans kommentar spelades in av reportrar. Derek Fisher sa att McGee inte hade ”någon förmåga att göra detta uttalande” baserat på den begränsade tiden han tillbringade vid mötet.
McGee var i genomsnitt över 10 poäng och åtta returer 2010–11 och 2011–12 med Wizards. .
Denver Nuggets (2012–2015)
Den 15 mars 2012 handlades McGee till Nuggets tillsammans med Ronny Turiaf i en affär som skickade Nenê till Wizards. Som medlem i Wizards startade han 40 av 41 spel där han dök upp; med Nuggets skulle han börja i 5 av 20 spel där han dök upp. Hans protokoll skulle också minskas, i genomsnitt 27,4 med Washington men 20,6 med Denver. Den 21 mars, i sin Nuggets-debut, gjorde McGee det spelvinnande dunket från ett Arron Afflalo missat frikast med 5 sekunder kvar på klockan. I slutet av den ordinarie säsongen förtjänade Nuggets västens sjätte frö, och McGee dök upp i NBA-slutspelet 2012, vilket var hans första slutspel i sin karriär. McGees seriehöga var 21 poäng i match 5 mot motståndare från första omgången Los Angeles Lakers. McGees nummer var upp och ner under hela serien, inklusive Game 7, när han bara gjorde 6 poäng på 1–7-skytte på 32 minuter golvtid. Den 18 juli 2012 undertecknade McGee igen med Nuggets på en fyra -år, 44 miljoner dollar.
McGees säsong 2013–14 avslutades den 20 februari 2014 när han genomgick en operation för att reparera en stressfraktur i vänstra skenbenet där han fick den 8 november 2013. .
Den 29 oktober 2014 gjorde McGee sin återkomst för Nuggets och registrerade 2 poäng och 2 returer under säsongsöppningen 89–79 mot Detroit Pistons.
Philadelphia 76ers (2015)
Den 19 februari 2015 handlades McGee tillsammans med rättigheterna till Chukwudiebere Maduabum och en första omgång 2015 till Philadelphia 76ers i utbyte mot rättigheterna till Cenk Akyol. Den 1 mars 2015 avstod han från 76ers efter att ha dykt upp i sex matcher.
Dallas Mavericks (2015–2016)
Den 13 augusti 2015 undertecknade McGee med Dallas Mavericks. Han missade lagets första 13 matcher under säsongen 2015–16 på grund av en stressfraktur i hans vänstra skenben. Den 22 november 2015 debuterade han för Mavericks och spelade på knappt 11 minuter från bänken och spelade in. 8 poäng och 6 returer i en förlust mot Oklahoma City Thunder. Den 5 januari 2016 spelade han in säsongsnivåer på 13 poäng och 11 returer i en 117-116 dubbel övertidsvinst över Sacramento Kings.
Den 8 juli 2016 avstod McGee av Mavericks.
Golden State Warriors (2016–2018)
Den 16 september 2016 undertecknade McGee med Golden State Warriors. Den 15 december 2016 gjorde han en säsongsrekord 17 poäng i en 103–90 seger över New York Knicks.Den 31 mars 2017 hade han 13 poäng och en säsongs bästa fem blockerade skott i en seger 107–98 över Houston Rockets. Warriors vann sedan NBA-mästerskapet 2017 efter att ha besegrat Cleveland Cavaliers 4–1 i NBA-finalen. Han spelade i 77 av 82 ordinarie säsongsmatcher, med en fältmålprocent på .652 och 16 av 17 slutspelsmatcher, med en procentandel på .732, båda de bästa i sin karriär. , 2017, undertecknade McGee igen med Warriors på ett års kontrakt. Hans speltid ökade när han infördes i startuppställningen efter all-star break. I juni 2018 vann han sitt andra mästerskap i sträcka efter att Warriors besegrade Cavaliers i en finmatch i finalen. Han startade de sista tre matcherna i serien och fick i genomsnitt 8,0 poäng i de fyra matcherna.
Los Angeles Lakers (2018–2020)
Den 10 juli 2018 undertecknade McGee med Los Angeles Lakers. Han missade sju matcher i december på grund av en luftvägsinfektion. Den 22 mars 2019 hade han karriärhöjder på 33 poäng och 20 returer tillsammans med sex blockerade skott i en förlust på 111–106 mot Brooklyn Nets.
Cleveland Cavaliers (2020 – nu)
Den 23 november 2020 handlades McGee från Los Angeles Lakers till Cleveland Cavaliers i utbyte mot Alfonzo McKinnie och Jordan Bell.