Gortat swoja karierę koszykarska zaczynał w ŁKS Łódź. Jego pierwszym zagranicznym zespołem był niemiecki RheinEnergie Kolonia, z którym w sezonie 2005/2006 zdobył tytuł mistrza Niemiec.
Do NBA trafił w zespole Phoenix Suns, skąd przeszedł do Orlando Magic. Pierwszy mecz rozegrał z Magikami na początku marca 2008 roku.
Z Orlando Magic także jako pierwszy Polak trafił do finały NBA, w którym zmierzyli się z Los Angeles Lakers.
W 2010 roku Gortat zmienił klub - nie chciał być dłużej zawodnikiem rezerwowym i przeszedł do Phoenix Suns, gdzie grał do 2013 roku i gdzie otrzymał przydomek "The Polish Hummer".
W latach 2013-2018 podpisał z Washington Wizards pięcioletni kontrakt wart 60 milionów dolarów.
Pod koniec 2015 roku po raz pierwszy w karierze otrzymał tytuł najlepszego gracza tygodnia konferencji wschodniej, a później zrezygnował z gry w kadrze narodowej. Od 2018 roku reprezentował barwy Los Angeles Clippes, a 7 lutego 2019 roku został zwolniony przez klub poprzez wykupienie jego kontraktu - pisze Onet.
Do końca sezonu 2018/2019 Gortat nie grał w żadnym zespole i ostatecznie zdecydował o zakończeniu kariery koszykarskiej.
Ma się poświęcić działalności charytatywnej, co nie jest mu obce już od dawna. Od kilkunastu lat m.in. organizuje obozy koszykarskie dla dzieci w Polsce, a niektóre z nich już przebijają się do zawodowej koszykówki. O swoich doświadczeniach na tym polu mówił w wywiadzie dla "Rzeczpospolitej" w lipcu 2019 roku.
