Gasol maakte zijn profdebuut in het basketbal op 17 januari 1999 namens FC Barcelona, waarmee hij twee keer kampioen van Spanje werd. Hij won in 2001 met Barcelona ook nog de Spaanse beker en werd verkozen tot MVP van de Spaanse competitie, waarmee hij op de radar kwam van de NBA. Bij de NBA-draft op 27 juni 2001 in New York werd hij gekozen door Atlanta Hawks, maar die club ruilde hem meteen weer voor Shareef Abdur-Rahim van Memphis Grizzlies. Daar speelde Gasol tot 2008, waarna hij de overstap maakte naar Los Angeles Lakers. Bij die ploeg werd hij als trouwe adjudant van Kobe Bryant in 2009 en 2010 kampioen van de NBA. Gasol speelde de laatste jaren nog voor Chicago Bulls (2014-2016), San Antonio Spurs (2016-2019) en Milwaukee Bucks (2019). 

Gasol gaat zich bij Barcelona klaarstomen voor de Olympische Spelen van komende zomer in Tokio. De 2,16 meter lange center won met Spanje al twee keer zilver (2008, 2012) en brons (2016) op de Spelen. Gasol deed in 2004 ook al mee aan de Spelen in Athene, waar Spanje als zevende eindigde. Wel werd hij al wereldkampioen (2006) en drie keer Europees kampioen (2009, 2011, 2015) met zijn nationale team. Gasol is met 1183 punten de meest trefzekere basketballer ooit op Europese kampioenschappen. In 2017 passeerde hij de Fransman Tony Parker (1104 punten) en de Duitser Dirk Nowitzki (1052 punten).