Phoenix Suns (2008-2012)Edit
Lopez foi seleccionado com a 15ª selecção geral pelos Phoenix Suns no rascunho de 2008 da NBA. Depois de ser redigido pelos Sóis, disse Lopez: “Tinha esperança de desistir. Penso que eu era a única pessoa no rascunho que esperava que ele caísse”
Lopez juntou-se a uma equipa dos Sóis já com um dos maiores centros de todos os tempos em Shaquille O’Neal, e por isso não se esperava que tivesse muitos minutos durante a sua época de estreante. Começou a sua carreira a 7 de Novembro de 2008, contra o Chicago Bulls, no lugar do lesionado O’Neal; jogou 30 minutos, marcou 14 pontos, apanhou 7 ressaltos e teve 2 blocos. Para a sua temporada de estreante, Lopez apenas viu uma média de 10,2 minutos por jogo, com 3,2 pontos e 2 ressaltos. No final da época, Shaq foi trocado pelos Cleveland Cavaliers, fazendo de Lopez o centro de partida assumido.
Durante a época regular de 2009-10, Lopez obteve uma média de 8,4 pontos, 4,9 ressaltos, e 1,0 bloco por jogo. Durante o final da época, porém, Lopez lesionou-se, e foi substituído por Jarron Collins até às finais da Conferência Oeste contra o Los Angeles Lakers, onde os Suns acabaram por perder, 4 jogos para 2.
Após a época 2009-10, Lopez entrou num grande declínio, apesar de ter começado e jogado mais jogos. Durante o mês de Dezembro de 2010, foi novamente lesionado, e foi temporariamente substituído por Earl Barron. Isto acabou por resultar numa diminuição da produção de Lopez, o que obrigou os Sóis a trocar por Marcin Gortat. Enquanto Lopez ainda estava a começar para os Sóis, as suas estatísticas estavam a diminuir rapidamente, enquanto que as de Gortat estavam a melhorar. Isto forçou López a tornar-se novamente um jogador de banco. Robin Lopez faria uma média de 6,4 pontos e 3,2 rebotes a uma média de 14,8 minutos por jogo.
Na encurtada temporada 2011-12 da NBA, Lopez nem sequer produziria um único arranque para os Sóis. Devido ao aumento da produção de Gortat no centro, Lopez foi forçado a tornar-se mais uma vez um centro de apoio. Ele obteve uma média de 5,4 pontos com uma média de 14 minutos por jogo.
New Orleans Hornets (2012-2013)Edit
Em 27 de Julho de 2012, o New Orleans Hornets adquiriu Lopez num sinal-e-comércio dos Phoenix Suns. Foi durante este tempo que Lopez iria produzir os seus melhores resultados até agora, começando por cada jogo da época e ganhando novos máximos de carreira em quase todos os campos do processo.
Portland Trail Blazers (2013-2015)Edit
Em 10 de Julho de 2013, New Orleans trocou Lopez pelos Portland Trail Blazers como parte de um comércio de três vias que também envolveu os Sacramento Kings. Na sua primeira temporada com o Trail Blazers, gravou 29 duplas e estabeleceu o recorde de franquia de uma única temporada para ressaltos ofensivos.
Due à sua presença na comunidade de Portland, bem como ao seu estilo de jogo consistente e de colarinho azul, Lopez era um fã favorito entre os fiéis de Portland. Foi honrado com o Prémio Maurice Lucas em Março de 2014 pelos seus esforços na sua campanha de alfabetização “Read Big” com as escolas públicas de Portland.
A 16 de Dezembro de 2014, Lopez foi excluído durante um mês após ter partido a mão contra San Antonio na noite anterior.
New York Knicks (2015-2016)Edit
A 9 de Julho de 2015, Lopez assinou com os New York Knicks. Em Fevereiro de 2016, Lopez teve dois jogos de 26 pontos, com 16 jogos, ambos de alta temporada. Em 20 de Março de 2016, registou 23 pontos e 20 ressaltos de alta carreira numa perda de 88-80 para os Sacramento Kings.
Chicago Bulls (2016-2019)Edit
Em 22 de Junho de 2016, Lopez foi negociado, juntamente com José Calderón e Jerian Grant, com os Chicago Bulls em troca de Derrick Rose, Justin Holiday e uma selecção do segundo rascunho de 2017. A 17 de Março de 2017, ele marcou um máximo de 25 pontos numa derrota de 112-107 para os Washington Wizards.
Milwaukee Bucks (2019-2020)Edit
Em 12 de Julho de 2019, Lopez assinou com os Milwaukee Bucks, colocando-o na mesma equipa da NBA que o seu irmão.
Washington Wizards (2020-presente)Edit
Em 22 de Novembro de 2020, Lopez assinou com os Washington Wizards.