Junto a su hermano Mike Bryan, se especializaron en dobles, donde en conjunto han obtenido 116 títulos en dobles, llegando a ser número 1 de la especialidad.
Bob también consiguió una victoria en singles con la serie ya definida ante República Checa por la primera ronda.
En 2012 consiguieron ganar los Juegos Olímpicos en Londres y de esa forma completaron el Golden Slam.
En 2014 hicieron historia en el US Open ganando el título número 100 como pareja y su decimosexto Grand Slam.
Posteriormente en Shanghái serían la primera pareja en ganar todos los Másters 1000, acompañando a Néstor, siendo los únicos jugadores en poseer todos y cada uno de los torneos de esta categoría.