Nadal thắng trận đấu ATP đầu tiên năm 2002. Anh đánh bại Ramon Delgado tại ATP Mallorca. Lúc này, Nadal mới 15 tuổi và được xếp hạng 762 thế giới. Sau chiến thắng trước Delgado, Nadal trở thành tay vợt thứ 9 thắng một trận thuộc hệ thống ATP khi chưa tròn 16 tuổi.
Ngay lần đầu dự Roland Garros năm 2005, tay vợt trẻ Rafael Nadal đã đánh bại Roger Federer tại bán kết. Tới chung kết, Nadal thắng Mariano Puerta để nâng cao chức vô địch Pháp mở rộng. Anh là tay vợt tuổi teen đầu tiên vô địch Grand Slam kể từ thời của Pete Sampras (Mỹ mở rộng 1990).
Tháng 12/2004, Nadal trở thành tay vợt trẻ tuổi nhất vô địch Davis Cup. Năm đó Nadal mới 18 tuổi. Sau chiến tích năm 2004 cùng đội tuyển Tây Ban Nha, Nadal đã vô địch Davis Cup thêm 4 lần.
Trận chung kết Wimbledon 2008 được giới chuyên môn đánh giá là một trong những trận đấu Grand Slam hay nhất lịch sử. Sau 5 set đấu kéo dài gần 5 giờ đồng hồ, Rafael Nadal đánh bại Roger Federer với lần lượt tỉ số 6–4, 6–4, 6–7, 6–7, 9–7. Biết mình vừa vô địch Wimbledon lần đầu tiên, Nadal sung sướng ngã khụy xuống mặt cỏ London.
Cũng trong năm 2008, Nadal giành tấm HCV Olympic đầu tiên trên đất Bắc Kinh. Tay vợt số 1 thế giới lúc bấy giờ đánh bại Novak Djokovic tại bán kết, thắng luôn Fernando Gonzelez 3-0 ở trận chung kết. Tấm HCV này là tiền đề cho danh hiệu Golden Slam của Nadal trong năm 2011.
Năm 2009, Nadal giành chức vô địch Grand Slam đầu tiên trên mặt sân cứng. Anh đánh bại Fernando Verdasco tại bán kết Úc mở rộng, trước khi thắng Roger Federer sau 5 set tại chung kết. Nadal chính thức hoàn thành bộ sưu tập Grand Slam trên cả 3 mặt sân: cứng, đất nện và cỏ.
Nadal là tay vợt nam thứ 2 hoàn tất "Golden Slam", sau Andre Agassi. Một tay vợt chỉ được coi đoạt được Golden Slam khi vô địch cả 4 giải Grand Slam trong một năm dương lịch và là ĐKVĐ Olympic. Nadal làm điều này vào đầu thập niên 2010. Khi đang là đương kim vô địch Thế vận hội 2008, Nadal vô địch liên tiếp 3 giải Grand Slam là Roland Garros, Wimbledon và US Open (2010), rồi vô địch tiếp Úc mở rộng (2011). Sau Nadal, chưa có thêm tay vợt nam nào chinh phục được Golden Slam.
Tháng 1/2022, sau quãng thời gian vật lộn với chấn thương, Nadal trở lại đầy bất ngờ ở Úc mở rộng. Trong trận chung kết, Nadal thua Medvedev ở 2 set đầu tiên, nhưng ngược dòng thắng 3-2 đầy ngoạn mục. Đây là danh hiệu Grand Slam thứ 21 của "Ông vua sân đất nện".
Năm 2022, Nadal nâng tổng số danh hiệu Roland Garros lên con số 14 bằng chiến thắng trước Casper Rudd. "Ông vua sân đất nện" là tay vợt giành nhiều danh hiệu Pháp mở rộng nhất lịch sử quần vợt. Trước đó, Nadal từng vô địch Roland Garros trong liên tiếp 3 giai đoạn là 2005 đến 2008, 2010 đến 2014 và 2017 đến 2020. Anh cũng là VĐV lớn tuổi nhất từng vô địch Pháp mở rộng (37 tuổi 2 ngày).
Hè 2024, Nadal chơi trận cuối cùng tại Thế vận hội Olympic. Nadal và Alcaraz nhận thất bại 2-6 và 4-6 trước Austin Krajicek và Rajeev Ram ở tứ kết đôi nam, trắng tay rời giải. Hình ảnh cặp đôi khoác vai nhau khiến nhiều người hâm mộ xúc động, bởi Alcaraz vẫn được ví như truyền nhân của Nadal.