Under sin första säsong i OHL, 2012/2013, blev McDavid tilldelad Emms Family Award som årets bästa nykomling och slog med 66 poäng (25 mål, 41 assists) på 63 matcher även nytt klubbrekord bland nykomlingar i Erie Otters. Han blev även uttagen i OHL First All-Rookie Team. Säsongen därpå, 2013/2014, ökade McDavid sin poängproduktion och Erie Otters blev en toppklubb i OHL. McDavid var även med som underårig spelare i det kanadensiska laget i J20-VM 2014 i Malmö, Sverige där han producerade 4 poäng (1 mål, 3 assists) på 7 matcher trots begränsad istid.
Inför sin tredje säsong i Erie Otters, säsongen 2014/2015, blev McDavid lagkapten i klubben.[5] McDavid producerade 120 poäng (44 mål, 76 assist) på 47 matcher under säsongen. I OHL-slutspelet gjorde han 49 poäng (21 mål, 28 assist) på 21 matcher. Efter säsongen tilldelades McDavid utmärkelsen Red Tilson Trophy som årets spelare i OHL.[6]
McDavid valdes som första spelare i första rundan i NHL Entry Draft 2015 av Edmonton Oilers.[3] Den 3 juli 2015 skrev han på ett treårigt rookiekontrakt med Oilers.[7] McDavid debuterade i NHL den 9 oktober 2015 då Oilers mötte St. Louis Blues och förlorade med 3–1.[8] McDavid gjorde sitt första NHL-mål den 13 oktober 2015 i en match mot Dallas Stars.[9] Totalt producerade McDavid 48 poäng (16 mål, 32 assist) på 46 matcher under sin första säsong i NHL.
Den 5 oktober 2016 utnämndes McDavid till lagkapten i Oilers, vilket gjorde honom till den yngsta lagkaptenen i NHL:s historia.[10]
Han skrev på en åttaårig kontraktsförlängning med Oilers den 5 juli 2017 till ett värde av 100 miljoner dollar, vilket gjorde honom till ligans högst betalde spelare.[11][12]
