Whitfield a été repêché au premier tour (huitième au total) de la draft NFL de 1992 par les Falcons d’Atlanta. Il a joué pour les Falcons de 1992 à 2003 avant d’être libéré par l’équipe. Il a ensuite joué pour les Jacksonville Jaguars pendant la saison 2004. Whitfield, qui a fait partie du Pro Bowl 1999, était une pièce maîtresse de la ligne offensive des Falcons qui ont terminé la saison régulière sur un score de 14-2. L’équipe a ensuite battu les Vikings du Minnesota lors du match de championnat de la NFC et s’est qualifiée pour le Super Bowl XXXIII. Whitfield a fréquenté l’université de Stanford, où il a été élu par consensus étudiant-athlète All-America lors de sa saison junior. Bien qu’il ait fait un départ précoce de la draft, Bob est retourné à l’université pour obtenir une licence d’économie en 2012. Il a été intronisé au Stanford Sports Hall of Fame en 2012.

Whitfield a débuté pour les New York Giants au poste de plaqueur gauche pendant la saison 2006 en remplaçant le titulaire Luke Petitgout qui s’est blessé. Son passage en tant que titulaire a été marqué par deux épisodes où il a perdu son sang-froid et s’est attiré des fautes personnelles coûteuses, deux fois sur des coups de tête dans des endroits clés contre les Dallas Cowboys et plus tard lors d’une défaite en semaine 16 contre les New Orleans Saints. Ces actions lui ont valu le surnom de « Head-butt Bob » de la part de nombreux fans des Giant ainsi que de chroniqueurs locaux. En raison de ces actions et d’un jeu incohérent général, Whitfield a été mis sur le banc pour le dernier match de la saison contre les Redskins de Washington et le match des séries éliminatoires suivant contre les Eagles de Philadelphie.

Le 12 février 2007, il a annoncé sa retraite sur la radio Sirius NFL.