En su primer año como profesional promedió 10,8 puntos y 4,5 rebotes, lo que le permitió ser elegido en el mejor quinteto de rookies de la temporada.El 8 de diciembre de 2013, Gay, Quincy Acy y Aaron Gray fueron enviados a los Sacramento Kings, a cambio a Chuck Hayes, Greivis Vásquez, Patrick Patterson y John Salmons.[7] Pero el 19 de julio es cortado por los Thunder, sin llegar a debutar.[10] A finales de octubre de 2024, a los 38 años y tras una temporada sin equipo, confirma su retirada del baloncesto profesional tras 17 temporadas en la NBA.[11] Con el Team USA ha disputado los Mundiales de Turquía 2010 y España 2014, llevándose el oro en ambos eventos.
