Whitfield blev udtaget i første runde (ottende samlet) af Atlanta Falcons i 1992 i NFL-draftet. Han spillede for Falcons fra 1992-2003, inden han blev frigivet af holdet. Han spillede derefter for Jacksonville Jaguars i 2004-sæsonen. Whitfield, der kom i Pro Bowl i 1999, var en fast bestanddel af Falcons’ offensive linje, der sluttede 14-2 i den regulære sæson. Holdet slog Minnesota Vikings i NFC Championship Game og gik videre til Super Bowl XXXIII. Whitfield gik på Stanford University, hvor han var en konsensus All-America student-atlet i sin juniorsæson. Selv om han gjorde en tidlig draft-afgang, vendte Bob tilbage til universitetet for at færdiggøre en bachelorgrad i økonomi i 2012. Han blev optaget i Stanford Sports Hall of Fame i 2012.

Whitfield startede for New York Giants som venstre tackle i 2006-sæsonen og vikarierede, efter at starter Luke Petitgout gik ned med en skade. Hans tid som starter var præget af to episoder, hvor han mistede besindelsen og trak dyre personlige forseelser, to gange på hovedstød på vigtige steder mod Dallas Cowboys og senere i et nederlag i uge 16 mod New Orleans Saints. Disse handlinger førte til, at han fik tilnavnet “Head-butt Bob” af mange Giant-fans samt lokale klummeskribenter. På grund af disse handlinger og generelt inkonsekvent spil blev Whitfield sat på bænken i sæsonens sidste kamp mod Washington Redskins og den efterfølgende playoffkamp mod Philadelphia Eagles.

Den 12. februar 2007 annoncerede han sin pensionering på Sirius NFL radio.