W 1973 roku został podpisany jako niezarejestrowany wolny agent przez Dallas Cowboys i uczynił zespół jako trzeci szeroki odbiornik zespołu ze względu na jego specjalne gry zespołowe. Jako debiutant, zastąpił Otto Stowe po Stowe doznał złamania kostki w siódmym meczu sezonu przeciwko Philadelphia Eagles, a jego backup Mike Montgomery będzie również spaść do kontuzji w następnym meczu. Pojawił się w 14 meczach z 6 startów, co 22 przyjęć na 388 jardów i 2 touchdowns.

W 1974 roku, Stowe poprosił, aby być sprzedawane i Pearson stał się w pełnym wymiarze czasu starter naprzeciwko Golden Richards. On prowadził zespół z 62 przyjęć i 1,087 jardów, a także łapanie 2 touchdowns. On będzie nadal prowadzić zespół w odbiorze do 1978 roku, kiedy Tony Hill przejął rolę numer jeden na wide receiver.

W 1979 roku, on i Tony Hill-along z Tony Dorsett-pomógł Cowboys stać się pierwszym zespołem w historii NFL, aby mieć dwa 1,000-jardów szerokich odbiorców i 1,000-jardów bieganie z powrotem, kiedy nagrał 55 przyjęć, 1,026 jardów i 8 przyłożeń. Pearson i Hill również stał się pierwszym tandemem szeroki odbiornik w historii Cowboys do nagrywania 1,000-jardowych sezonów odbiorczych w tym samym roku.

W 1980 roku, przekroczył znak klubowy Bob Hayes w odbiorach i został wybrany przez Cowboys jako ich nominowany do NFL Człowiek Roku. W 1981 NFC Championship Game przeciwko San Francisco 49ers, Pearson prawie uczynił „The Catch” nieistotnym, kiedy w słabnących momentach gry, złapał długie podanie od Danny’ego White’a, które poszłoby na przyłożenie i wygrało mecz dla Cowboys, gdyby 49ers cornerback Eric Wright nie wykonał jednoręcznego końskiego chwytu, zatrzymując go tuż przed field-goal range (White fumbled w następnym zagraniu, tym samym zachowując zwycięstwo dla 49ers i umieszczając ich w Super Bowl XVI).

W 1983 roku, przeszedł Hayes jako franchise lider w jardów odbioru.

W marcu 1984, Pearson zasnął podczas jazdy jego Dodge Daytona, powodując zderzenie z zaparkowanym ciągnikiem siodłowym. Pearson poniósł kończącą karierę kontuzję wątroby w wypadku, a jego brat Carey zginął w crash.

Pearson pomógł Cowboys do trzech Super Bowl występów i zwycięstwo w Super Bowl XII w 1978 roku. Pearson był znany jako „Mr. Clutch” za jego liczne clutch catches w sytuacjach game-winning, zwłaszcza Hail Mary recepcji z Roger Staubach, który przypieczętował zwycięstwo nad Vikings w 1975 playoff gry, jeden z najbardziej niesławnych sztuk w historii NFL. Złapał również decydujące przyłożenie w meczu playoff 1973 przeciwko Los Angeles Rams oraz zwycięskie podanie od rezerwowego rozgrywającego Clinta Longleya w meczu z Washington Redskins w Święto Dziękczynienia 1974. Wszystkie trzy zagrania zostały uznane przez NFL Films w 1994 roku za jedne z 75 najlepszych zagrań w historii NFL. Pearson odegrał znaczącą rolę w czwartym zagraniu na tej liście, rzucając ostatni blok, aby oczyścić drogę Tony’ego Dorsetta do strefy końcowej podczas jego 99-jardowego biegu na przyłożenie w 1983 roku. Ponadto w 1980 roku w meczu playoff w Atlancie, recepcje sprzęgła Pearson pomógł wygrać ten mecz w comeback przez Cowboys.

Wzrósł, aby stać się jednym z największych odbiorców NFL, zarabiając rekordy kariery 489 przyjęć i 7,822 jardów odbiorczych, wraz z 189 jardów pędzących, 155 jardów powracających kickoffs, i 50 przyłożeń (48 odbiorczych i dwa odzyskane fumble). Pearson został uznany za jednego z 20 najlepszych zawodników wszech czasów Pro Football All-Time, został również wyróżniony za swoje osiągnięcia poprzez nominację do NFL 1970s All-Decade Team. Pomimo tego faktu, był jedynym graczem z drużyny, który nie został wówczas wprowadzony do Pro Football Hall of Fame, w tym jedynym z kategorii ofensywnej pierwszej drużyny.

Pearson został trzykrotnie nazwany All-Pro (1974, 1976-77) All-NFC w 1975 roku i second Team All-NFC w 1978 roku. Ponadto Pearson był Pro Bowlerem w 1974, 1976 i 1977 roku. W 1977 roku został wybrany przez The Football Digest NFL receiver of the year. W 1976 roku prowadził w National Football Conference (NFC) z 58 podaniami. Służył jako ofensywny kapitan dla Cowboys w 1977, 1978, 1982 i 1983.

W 1984 roku, został nazwany do Dallas Cowboys ’25 rocznicy zespołu.

W 2009 roku na NFL Network show „NFL’s Top 10”, w odcinku zatytułowanym „Greatest Dallas Cowboys”, jest numerem 10 na liście, chociaż aktualizacja w 2016 roku, gdzie Drew nie był na liście i został zastąpiony przez Randy’ego White’a jako #10 as well.

W dniu 19 sierpnia 2011 roku właściciel Cowboys Jerry Jones ogłosił, że Pearson został wybrany do włączenia do Dallas Cowboys Ring of Honor. Pearson, Charles Haley i Larry Allen zostali wprowadzeni podczas pokazu w połowie czasu gry Cowboys-Seahawks 6 listopada 2011 r.

Professional Football Researchers Association nazwał Pearson do PFRA Hall of Very Good Class of 2010.

Pearson został wymieniony jako starszy finalista Pro Football Hall of Fame w klasie 2020 jako część jego „Centenial Slate” 20 starszych finalistów. Jednak nie udało mu się dostać do niej. W następnym roku został nazwany samotnym starszym finalistą dla klasy 2021.

W dniu 6 lutego 2021 r., Pearson został nazwany do klasy 2021 Pro Football Hall of Fame.

.