In seiner NFL-Karriere (dauerte von 1996 bis 2010) zeigte Owens in den fünf Teams, für die er spielte, viel Talent. Er löste jedoch noch mehr Kontroversen (Argumente) aus. Owens war bekannt für seine Schimpfworte, seine übertriebenen Touchdown-Feiern (oft mehr, um es dem Gegner unter die Nase zu reiben, als um sein eigenes Team anzufeuern) und seine Dramen außerhalb des Spielfelds, bei denen er mehrere Trainingseinheiten ohne Hemd unterstützte, eine Reality-Show (The T.O. Show) moderierte und für Bekleidungsfirmen modelte. Trotz all der Aufmerksamkeit, die er erhielt, hat Owens noch nie einen Super Bowl gewonnen. Owens ist der einzige Spieler, der in allen 32 Teams der Liga gepunktet hat. (Er hat eigentlich bei allen mindestens zweimal gepunktet).
San Francisco 49er
Owens wurde von den San Francisco 49ers in der 3. Runde des NFL Draft 1996 eingezogen. Dieser vereinte Owens mit Jerry Rice. Den ersten Treffer in Owens' Karriere erzielte Owens nach einem 45-Yard-Touchdown von SteveYoung gegen die Cincinnati Bengals, der zum Unentschieden führte. Später erwies sich Owens in San Francisco als die Nummer 1 der Drohung.
Im Jahr 2000 verspottete (hänselte) Owens die Dallas Cowboys, nachdem er zweimal ein Tor von Quarterback Jeff Garcia erzielt hatte. Da die Cowboys zu Hause waren, stand Owens zweimal auf dem Stern von Dallas und feierte ihn. Das Ergebnis war, dass der Cowboys-Runningback Emmitt Smith seinen Helm in den Rasen schlug, um sich zu rächen, nachdem er selbst ein Tor erzielt hatte. Owens erzielte zum zweiten Mal ein Tor und kehrte zum Star zurück. Doch der Abwehrspieler George Teague schlug Owens zurück. Owens wurde wegen unsportlichen Verhaltens verwarnt und von seinem Cheftrainer für eine Woche gesperrt, während Teague von den Offiziellen hinausgeworfen wurde.
Zu den späteren Momenten bei den 49ers gehörte, dass Owens sich Pompons von den Cheerleadern der 49ers schnappte und mit ihnen jubelte und einen Edding aus der Socke zog, um einen Touchdown-Ball zu unterschreiben.
Abreise von den 49ern
Nach einem Streit mit etwa 49ern aus dem Front Office beschlossen Owens und das Team, sich nach der Saison 2003 zu trennen. Philadelphias Quarterback Donovan McNabb wollte, dass Owens ein Eagle wird, wie viele Eagles-Fans. Owens wurde eigentlich zu den Baltimore Ravens getauscht, doch Owens stellte das Recht der 49ers auf diesen Tausch in Frage und machte deutlich, dass er nicht nach Baltimore gehen wollte. Owens gewann schließlich den Fall und wurde zu den Philadelphia Eagles geschickt, nachdem die Ravens, die 49ers und die Eagles einem seltenen Handel mit drei Mannschaften zugestimmt hatten.
Philadelphia-Adler
Owens hatte 2004 eine großartige Saison auf dem Spielfeld (14 TDs gefangen), trotz eines gebrochenen Beins von Cowboys Safety Roy Williams. Owens' Hauptfeier war die Nachahmung des Tanzes von Ravens-Linebacker Ray Lewis bei einem Sieg gegen die Ravens. T.O. verhalf den Philadelphia Eagles zu einem Auftritt im Super Bowl XXXIX. Owens' Kontroverse war jedoch auf ihrem Höhepunkt. Er hatte mehrere Fehden mit McNabb und dem Management der Eagles. Er wurde für den größten Teil der Saison 2005 von Phili suspendiert. Das war die letzte Zeit, die Owens bei den Eagles verbrachte.
Dallas-Cowboys
Owens unterzeichnete 2006 einen Dreijahresvertrag mit den Dallas Cowboys. Owens (und Star-QB Tony Romo) genoss gut drei Jahre. Bemerkenswerte Touchdown-Feiern, während er bei den Cowboys auf einem Ball schlief und sich das Popcorn eines Fans schnappte, um seine Gesichtsmaske herunterzuwerfen. Die einzige andere Form der Kontroverse, die Owens bei den Cowboys auslöste, war, als er dem Cornerback DeAngelo Hall ins Gesicht spuckte, der ihm laut Owens "den ganzen Tag lang ins Gesicht gespuckt" hatte. Owens wurde mit einer Geldstrafe belegt, aber die beiden Spieler haben sich mit Hilfe von Deion Sanders wieder versöhnt. Owens produzierte für den Rest seiner Zeit in Dallas gut, wurde aber nach der Saison 2008 entlassen.
Büffelscheine
Owens unterzeichnete 2009 mit den Buffalo Bills. Er hat in seiner einsamen Saison in Buffalo ziemlich gut gespielt. Er fing auch einen 98-Yard-Touchdown-Pass, eine lange Karriere. Owens brachte jedoch nicht das, was Buffalo erhofft hatte, als die Buffalo Bills ihn bezahlten, und so wurde er nicht zurückgetreten. Owens wurde jedoch zugute gehalten, dass er sich öffentlich überhaupt nicht beschwerte, zumal es sehr einfach gewesen wäre, weil die Bills so schlecht abschnitten.
Cincinnati-Bengalen
Bei den Cincinnati Bengals waren Owens und sein Freund Chad Ochocinco, die die gleiche Art von Touchdown-Feierlichkeiten hatten, im selben Team. Owens führte die Bengalen (einschließlich Ochocinco) mit 983 Torschüssen an, war jedoch verletzt und verpasste die letzten beiden Spiele der Saison 2010. Owens erhielt die Spielfreigabe erst im Oktober 2011. Niemand wollte ihn unter Vertrag nehmen.
Allen Wrangler
Owens unterschrieb bei den Allen Wranglers der Indoor Football League für ihre Frühjahrssaison 2012. Er war auch Miteigentümer der Allen Wranglers. In seinem ersten Spiel für die Wranglers erzielte Owens drei Touchdowns. In dieser Zeit tauchten jedoch Berichte auf, dass Owens pleite war.