Skrzydłowy, podobnie jak wspominany wcześniej Kevin Garnett, również zdecydował, aby do draftu NBA przystąpić tuż po szkole średniej. Dziewiąty wybór wykorzystali na niego Phoenix Suns i nie pomylili się. Stoudemire został pierwszym graczem w historii, który opuścił poziom uniwersytecki, a mimo to otrzymał nagrodę dla debiutanta roku w NBA.
Nigdy nie zdobył mistrzowskiego tytułu. Sześć razy zagrał w All-Star Game, łącznie reprezentował cztery zespoły, ale znaczna część kariery spędził w Phoenix i w Nowym Jorku. Jego poczynania za oceanem skomplikowały kontuzje, po których nigdy nie wrócił do takiej formy, jaką prezentował w najlepszych latach.
Zanim odszedł z NBA, podpisał jednodniową umowę w Nowym Jorku. - Dziękuję wszystkim, którzy umożliwili mi podpisanie kontraktu, dzięki czemu mogłem zakończyć karierę jako gracz New York Knicks. Pomimo, że moja kariera niosła mnie w inne miejsca, moje serce zawsze zostało w Big Apple. Raz zostając graczem Knicks, jest się nim na zawsze - powiedział na pożegnanie.
Z koszykówką nie rozstał się do tej pory. Trafił do Izraela, gdzie reprezentuje Hapoel Jerozolimę. Jest również współwłaścicielem tego klubu.
