Il a débuté sa carrière chez les porfessionnels en 2001. En 2002, il a été quart-arrière remplacant de Drew Bledsoe. Ce dernier se blessa contre les Jets de New-York le 23 septembre . Brady fut nommé quart-arrière titulaire. Il dirigea son équipe vers une fiche de 11-5 en saison régulière et une participation dans les séries éliminatoires.
En 2003, Les Patriotes de Nouvelle-Angleterre remporta un match controversé contre les Raiders D’Oakland et gagna ensuite contre les Stellers de Pittsburgh et les Rams de St-louis pour ainsi gagner le Super Bowl. Brady a été un artisan importante de cette grande victoire. Il a été nommé meilleur joueur du match.
En 2004, après avoir perdu ces deux premiers matchs, les Patriotes ont gagné 12 victoires consécutives, un record historique. Brady a surpassé les deux meilleurs joueurs de le saison réguière soit Peyton Manning et Steve McNair. Son équipe a encore gagné le précieux trophé contre les Panthers de la Caroline.
En 2005, Brady et ses coéquipiers remporte un trois titre en quatre ans en défaisant les Colts d’Indianapolis 24-21 en finale. En 2006, Les Patriotes ont établi un nouveau record en gagnant 21 matchs de suite. En 2006, c’était un 4e titre qui a rejoint Terry Bradshaw et Joe Montana pour le club sélecte de 4 fois vainceurs du Super Bowl.
L’année 2007-2008, les Patriotes de la Nouvelle-Angleterre a remporté 18 victoires consécutifs ( 16 en saison régulière et 2 en séries). L’équipe s’enlignait pour gagner 19 victoires consécutives, mais ils se sont fait battre contre les Giants de New-York 17-14 en finale.
En 2008-2009, Brady se blesse pour toute la saison régulière et tous les séries. Il espérait être prêt à temps pour la saison 2009. Il fait un retour au début de la saison 2009.
Ses statistiques en carrière sont assez impressionnantes. Il a complété 2301 passes sur 3653 passes tentées pour une moyenne de 63%.