Whitfieldet az 1992-es NFL Draft első körében (nyolcadik helyen) draftolta az Atlanta Falcons. A Falconsban játszott 1992-2003 között, mielőtt a csapat elengedte volna. Ezt követően a 2004-es szezonban a Jacksonville Jaguars csapatában játszott. Whitfield, aki 1999-ben Pro Bowl-os volt, oszlopos tagja volt a Falcons támadósorának, amely 14-2-re végzett az alapszakaszban. A csapat az NFC Championship Game-ben legyőzte a Minnesota Vikingset, és bejutott a Super Bowl XXXIII-ba. Whitfield a Stanford Egyetemre járt, ahol a junior szezonjában konszenzusos All-America hallgató volt. Bár korán távozott a draftról, Bob visszatért az egyetemre, és 2012-ben közgazdaságtanból szerzett bölcsészdiplomát. 2012-ben beiktatták a Stanford Sports Hall of Fame-be.

Whitfield a 2006-os szezonban a New York Giants bal oldali védőjeként kezdett, miután a kezdő Luke Petitgout sérülés miatt kiesett. A kezdőjátékosként eltöltött idejét két olyan epizód jellemezte, amikor elvesztette a hidegvérét és költséges személyi hibákat vétett, kétszer a Dallas Cowboys ellen, majd később a New Orleans Saints elleni 16. heti vereség alkalmával, kulcsfontosságú helyeken elkövetett fejelés miatt. Ezek a cselekedetek vezettek ahhoz, hogy sok Giant-szurkolótól és helyi cikkírótól a “Head-butt Bob” becenevet kapta. Ezen akciók és az általános következetlen játék miatt Whitfieldet a szezon utolsó, Washington Redskins elleni mérkőzésén és az azt követő, Philadelphia Eagles elleni playoff-meccsen a kispadra ültették.

2007. február 12-én a Sirius NFL rádióban bejelentette visszavonulását.