Στην καριέρα του στο NFL (που διήρκεσε από το 1996 έως το 2010), ο Όουενς έδειξε πολύ ταλέντο στις πέντε ομάδες στις οποίες έπαιξε. Ωστόσο, προκάλεσε ακόμη περισσότερες διαμάχες (επιχειρήματα). Ο Όουενς ήταν γνωστός για τα trash-talking του, τους υπερβολικούς πανηγυρισμούς του για touchdown (συχνά περισσότερο για να το τρίψει στον αντίπαλο παρά για να ξεσηκώσει τη δική του ομάδα) και για τα δράματα εκτός γηπέδου, όπου έχει βοηθήσει σε αρκετές προπονήσεις χωρίς μπλούζα, φιλοξενεί ένα ριάλιτι σόου (The T.O. Show) και έχει γίνει μοντέλο για εταιρείες ρούχων. Παρ' όλη την προσοχή που πήρε, ο Όουενς δεν έχει κερδίσει ποτέ ένα Super Bowl. Ο Όουενς είναι ο μόνος παίκτης που έχει σκοράρει και στις 32 ομάδες του πρωταθλήματος. (Στην πραγματικότητα έχει σκοράρει σε όλες τουλάχιστον δύο φορές).
San Francisco 49ers
Ο Όουενς επιλέχθηκε από τους San Francisco 49ers στον 3ο γύρο του ντραφτ του 1996. Αυτό ένωσε τον Όουενς με τον Τζέρι Ράις. Το πρώτο σκορ της καριέρας του Όουενς ήρθε με ένα touchdown 45 γιάρδων από τον Στιβ Γιανγκ εναντίον των Σινσινάτι Μπένγκαλς για να ισοφαρίσει το παιχνίδι σε μια νίκη. Αργότερα ο Όουενς αναδείχθηκε ως η νούμερο 1 απειλή στο Σαν Φρανσίσκο.
Το 2000, ο Owens χλεύασε (πείραξε) τους Dallas Cowboys αφού σκόραρε δύο φορές από τον quarterback Jeff Garcia. Δεδομένου ότι οι Cowboys ήταν στην έδρα τους, ο Owens στάθηκε πανηγυρίζοντας δύο φορές στο αστέρι του Ντάλας. Αυτό είχε ως αποτέλεσμα ο runningback των Cowboys, Emmitt Smith, να χτυπήσει το κράνος του στο χορτάρι για να εκδικηθεί αφού ο ίδιος είχε σκοράρει. Ο Όουενς σκόραρε για δεύτερη φορά και ξαναπήγε στο αστέρι. Ωστόσο, ο αμυντικός Τζορτζ Τιγκ έριξε τον Όουενς κάτω. Ο Όουενς κλήθηκε για αντιαθλητική συμπεριφορά και αποβλήθηκε για μία εβδομάδα από τον προπονητή του, ενώ ο Τιγκ αποβλήθηκε από τους διαιτητές.
Αργότερα, στις στιγμές με τους 49ers, ο Owens άρπαξε πομ-πομ από τις μαζορέτες των 49ers και πανηγύρισε μαζί τους, ενώ έβγαλε ένα μαρκαδόρο από την κάλτσα του για να υπογράψει μια μπάλα για γκολ.
Αναχώρηση από τους 49ers
Μετά από μια διαμάχη με ορισμένα μέλη του front office των 49ers, ο Owens και η ομάδα αποφάσισαν να χωρίσουν τους δρόμους τους μετά τη σεζόν του 2003. Ο πασαδόρος της Φιλαδέλφεια Ντόνοβαν ΜακΝαμπ ήθελε ο Όουενς να γίνει Αετός, όπως και πολλοί οπαδοί των Αετών. Ο Όουενς πράγματι ανταλλάχθηκε με τους Ρέιβενς της Βαλτιμόρης, αλλά ο Όουενς αμφισβήτησε το δικαίωμα των 49ers να κάνουν την ανταλλαγή και ξεκαθάρισε ότι δεν ήθελε να πάει στη Βαλτιμόρη. Ο Owens τελικά κέρδισε την υπόθεση και στάλθηκε στους Philadelphia Eagles, αφού οι Ravens, 49ers και Eagles συμφώνησαν σε μια σπάνια ανταλλαγή 3 ομάδων.
Philadelphia Eagles
Ο Όουενς είχε μια σπουδαία σεζόν το 2004 στο γήπεδο (έπιασε 14 TDs), παρά το σπάσιμο του ποδιού του από τον αμυντικό των Καουμπόις, Ρόι Γουίλιαμς. Ο κύριος πανηγυρισμός του Όουενς ήταν η αντιγραφή του χορού του αμυντικού των Ρέι Λιούις σε μια νίκη εναντίον των Ρέιβενς. Ο T.O. βοήθησε τους Philadelphia Eagles να συμμετάσχουν στο Super Bowl XXXIX. Ωστόσο, η διαμάχη του Όουενς βρισκόταν στο αποκορύφωμά της. Είχε αρκετές διαμάχες με τον McNabb και τη διοίκηση των Eagles. Αποβλήθηκε από τη Φίλι για το μεγαλύτερο μέρος της σεζόν του 2005. Αυτή ήταν η τελευταία φορά που ο Όουενς έπαιξε στους Eagles.
Dallas Cowboys
Ο Owens υπέγραψε τριετές συμβόλαιο με τους Dallas Cowboys το 2006. Ο Όουενς (και το αστέρι QB Τόνι Ρόμο) απόλαυσαν μια καλή τριετία. Αξιοσημείωτοι πανηγυρισμοί για touchdown όσο ήταν στους Cowboys ήταν ο ύπνος πάνω σε μια μπάλα και το να αρπάξει το ποπ κορν ενός οπαδού για να το ρίξει στο πρόσωπό του. Η μόνη άλλη μορφή διαμάχης όσο ο Όουενς ήταν με τους Cowboys ήταν όταν έφτυσε στο πρόσωπο του cornerback DeAngelo Hall, ο οποίος, σύμφωνα με τον Όουενς, ήταν "στα μούτρα του όλη μέρα". Στον Όουενς επιβλήθηκε πρόστιμο, αλλά οι δύο παίκτες τα βρήκαν με τη βοήθεια του Ντέιον Σάντερς. Ο Όουενς είχε καλή απόδοση στο υπόλοιπο διάστημα της θητείας του στο Ντάλας, αλλά απολύθηκε μετά τη σεζόν του 2008.
Μπάφαλο Μπιλς
Ο Owens υπέγραψε με τους Buffalo Bills το 2009. Έπαιξε αρκετά καλά κατά τη διάρκεια της μοναδικής του σεζόν στο Μπάφαλο. Έπιασε επίσης μια πάσα για touchdown 98 γιάρδων, που ήταν το μακρινό όριο της καριέρας του. Ο Όουενς, ωστόσο, δεν απέδωσε όπως ήλπιζε το Μπάφαλο όταν τον πλήρωσε και έτσι δεν παραιτήθηκε. Ωστόσο, ο Όουενς πιστώνεται επειδή δεν παραπονέθηκε καθόλου δημοσίως, ειδικά αφού θα ήταν πολύ εύκολο, επειδή οι Μπιλς τα πήγαιναν τόσο άσχημα.
Σινσινάτι Μπένγκαλς
Με τους Cincinnati Bengals, ο Owens και ο φίλος του Chad Ochocinco, ο οποίος είχε το ίδιο είδος πανηγυρισμών για touchdown, ήταν στην ίδια ομάδα. Ο Όουενς ηγήθηκε των Μπένγκαλς (μαζί με τον Οτσοκίνκο) με 983 γιάρδες υποδοχής, αλλά τραυματίστηκε και έχασε τα δύο τελευταία παιχνίδια της σεζόν 2010. Ο Όουενς δεν είχε άδεια να παίξει μέχρι τον Οκτώβριο του 2011. Κανείς δεν ήθελε να τον υπογράψει.
Allen Wranglers
Ο Owens υπέγραψε με τους Allen Wranglers της Indoor Football League για την εαρινή σεζόν του 2012. Ήταν επίσης συνιδιοκτήτης τους. Ο Owens έπιασε τρία touchdowns στο πρώτο του παιχνίδι για τους Wranglers. Ωστόσο, κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου εμφανίστηκαν αναφορές ότι ο Όουενς ήταν απένταρος.
