Dès son arrivée avec les Rangers, il devient un joueur régulier et lorsque jumelé à Bathgate et Larry Popein, le trio s'impose comme étant le plus productif de l'équipe. Il connait d'ailleurs avec ce trio sa meilleure saison en carrière au cours de la saison 1959-1960 alors qu'il inscrit des sommets personnel au chapitre des buts marqué avec 32, ainsi qu'au nombre de points récolté avec 66. Ces performances lui valent une nomination dans la deuxième équipe d'étoiles de la ligue.
Il commence la saison 1962-1963 avec les Rangers mais est échangé après avoir disputé 49 rencontres aux Bruins de Boston alors que son partenaire de toujours, Andy Bathgate, quitte pour sa part vers les Maple Leafs de Toronto. Prentice reste au sein de l'organisation des Bruins durant trois saisons avant de passer aux mains des Red Wings de Détroit avec qui il forme un trio au côté d'Alex Delvecchio et de Gordie Howe. Il retrouve également Bathgate qui fut acquis par les Wings au cours de l'été.
Voyant Andy Bathgate passé aux mains des Penguins de Pittsburgh, Prentice poursuit néanmoins avec les Red Wings durant deux autres saisons avant de rejoindre à son tour les Penguins lors du repêchage intra-équipe de 1969. L'ailier s'adapte rapidement à sa nouvelle équipe et mène celle-ci au chapitre des buts alors qu'il en inscrit 26. Il ne dispute cependant que deux saisons sous le maillot des Penguins, étant échangé à l'été 1971 aux North Stars du Minnesota.
Après trois saisons passé avec les North Stars et 22 années dans la LNH, Dean Prentice âgé de 41 ans, se retire de la compétition en tant que joueur à l'été 1974. Il accepte alors un contrat d'un saison pour diriger les Nighthawks de New Haven de la Ligue américaine de hockey qu'il mène à la finale de la Coupe Calder. En 1976, Prentice effectue un retour au jeu à l'occasion de 28 rencontres qu'il dispute avec les Bays de Traverse City de la United States Hockey League avant de se retirer définitivement.
Prentice aura remporté au cours de sa carrière qu'un seul trophée, la Coupe Memorial. Mais aura reçu quatre invitations aux Matchs des étoiles de la LNH en plus de décrocher une place sur une équipe d'étoiles. Il est également parmi les cinquante joueurs de la LNH ayant disputé le plus grand nombre rencontres en carrière dans la ligue avec ses 1 378[1].
