Boston CelticsEdit
Na Walker’s tweede seizoen meldde hij zich voor de 1996 NBA draft en werd als zesde gekozen door de Boston Celtics. In het seizoen 1996-1997 werd Walker All-Rookie First Team en leidde het team in scoring (17.5 ppg) en rebounding (9.0), terwijl het team het slechtste seizoen in de geschiedenis van de club had, 15-67. Het volgende seizoen werd Pitino herenigd met Walker als de nieuwe coach van de Celtics en hij haalde het All-Star Team als reserve met een gemiddelde van 22.4 ppg en 10.2 rpg. Hij scoorde ook een record van 49 punten in een verlies tegen de Washington Wizards. Walker’s succes leidde tot zijn verschijning op de cover van NBA Live 99.
In de draft van ’98 hadden de Celtics de 10e keus en kozen swingman Paul Pierce. De volgende jaren waren Pierce en Walker een getalenteerd duo voor de Celtics. In het seizoen 2001-2002 had Walker zijn beste seizoen door de Celtics naar een 49-33 record en hun eerste play-off plaats in zeven jaar te leiden. Hij was tweede in zijn team in scoren (22.0), eerste in rebounds (9), en eerste in assists, (5.0). Pierce en Walker brachten de ploeg naar de finales van de Eastern Conference, waar ze in zes games onderuit gingen tegen de New Jersey Nets. Het volgende seizoen haalde Walker zijn derde All-Star Team.
Op 20 februari 2002 werd voormalig Kentucky teamgenoot Tony Delk geruild naar de Celtics, waardoor Walker met hem herenigd werd.
Dallas Mavericks en Atlanta HawksEdit
Negen en een halve dag voor het begin van het seizoen 2003-04 werd Walker met Delk geruild naar de Dallas Mavericks voor Raef LaFrentz, Chris Mills, en Jiří Welsch. Walker werd relatief weinig gebruikt in zijn nieuwe ploeg door het aantal topspelers dat het roster van de Mavericks bevolkte. In dat team zat ook Antawn Jamison, net overgenomen van de Golden State Warriors. Op 8 augustus 2004 werden Walker en Delk opnieuw verhandeld, ditmaal aan de Atlanta Hawks voor Jason Terry, Alan Henderson en een draft pick.
Terugkeer naar BostonEdit
Op 24 februari 2005 werd Walker terugverhandeld aan de Celtics in een deal die Gary Payton, Tom Gugliotta, Michael Stewart en een first-round draft pick naar de Hawks stuurde. (Payton werd door de Hawks ontslagen en tekende weer bij Boston voor de rest van het seizoen). Walker begon alle 24 resterende wedstrijden voor de Celtics, met een gemiddelde van 16,3 punten en 8,3 rebounds per wedstrijd. De Celtics bereikten de play-offs voordat hij verloor van de Indiana Pacers in een 7-game eerste ronde serie. Voor zijn tweede periode bij de Celtics koos Walker voor rugnummer 88, omdat zijn kenmerkende 8-trui werd gedragen door nieuweling Al Jefferson.
Miami HeatEdit
Walker won in 2006 een NBA-kampioenschap met de Heat.
Op 2 augustus 2005 was Walker betrokken bij een deal met vijf teams en 13 spelers (de grootste ruil in de geschiedenis van de NBA) die hem van de Celtics naar de Miami Heat stuurde. De Celtics ontvingen Curtis Borchardt, Qyntel Woods, de rechten van Albert Miralles, en een pick in de deal. Door de verhuizing werd Walker herenigd met Celtics teamgenoot Gary Payton.
De Heat speelde Walker meestal vanaf de bank, en hij rouleerde tussen beide aanvalsposities. Hoewel hij in het begin moeite had om zich aan te passen aan deze rol, was hij aan het eind van het seizoen een kracht voor de Heat. Hij eindigde het seizoen met een gemiddelde van 12,2 punten en 5,1 rebounds per wedstrijd als de belangrijkste scorer van het team vanaf de bank. Walker voerde ook het team aan in het maken van driepunters en verhoogde zijn driepunts-, vrije worp- en schotpercentages.
In de play-offs zou zijn productie toenemen, want hij werd de derde topscorer van het team, terwijl hij cruciale driepunters maakte en 20 punten scoorde in vier verschillende play-off-wedstrijden, waaronder 23 tegen de New Jersey Nets in de slotwedstrijd van de halve finales van de conference. Miami drong door tot de NBA Finals en nam het op tegen de Dallas Mavericks, met Walker die 13.8 punten per wedstrijd scoorde in de serie waarin de Heat het NBA kampioenschap won in 6 games. In de zesde wedstrijd in Dallas, die de titel won, droeg Walker 14 punten en 11 rebounds bij. Walker’s productie daalde in het seizoen 2006-2007, toen hij gemiddeld 8,5 punten en 4,3 rebounds per wedstrijd had. De Heat werden geen kampioen na een verlies in de eerste ronde tegen de Chicago Bulls.
Minnesota Timberwolves en Memphis GrizzliesEdit
Op 24 oktober 2007 werd Walker verhandeld aan de Minnesota Timberwolves samen met Michael Doleac, Wayne Simien, een eerste ronde draft pick en geld in ruil voor Ricky Davis en Mark Blount.
Op 27 juni 2008 werd Walker verkocht aan de Memphis Grizzlies, samen met Marko Jarić, Greg Buckner, en de rechten op O.J. Mayo, voor Mike Miller, Brian Cardinal, Jason Collins, en de rechten op Kevin Love. Na slechts twee wedstrijden in het voorseizoen te hebben gespeeld en inactief te zijn gebleven tijdens de eerste maanden van het reguliere seizoen, werd hij op 19 december 2008 door de Grizzlies ontslagen.
In februari 2010 tekende hij bij de Guaynabo Mets samen met voormalig Chicago Bulls speler Marcus Fizer. Walker werd op 1 april 2010 vrijgelaten.
Op 6 mei 2010 meldde ESPN dat Walker probeerde terug te keren naar de NBA. Op 7 december 2010 werd Walker overgenomen door Idaho Stampede van de NBA Development League. In april 2012 werd gemeld dat Walker zijn pensioen had aangekondigd na twee jaar bij de Stampede.