3. juli 2015 signerte McDavid en treårskontrakt med laget.[9]
Han fikk sin NHL-debut 9. oktober 2015 i 3–1-tapet mot St. Louis Blues. McDavid scoret sitt først mål (og poeng) fire kvelder senere mot målvakten Kari Lehtonen i et 4–2-tap mot Dallas Stars.
5. juli 2017 skrev han under på en åtteårskontrakt til en verdi av 100 millioner dollar med Oilers, høyest i ligaen.[9][10]
I 2024 ble han den fjerde raskeste gjennom tidene til å nå 1000 målpoeng i NHLs grunnserie.[11]