En su temporada debut, Rantanen pudo probar lo que era la NHL, aunque solo disputó nueve encuentros y pasó la mayor parte del tiempo con el equipo filial del Avalanche en la American Hockey League (AHL) la ya desaparecida franquicia del San Antonio Rampage, organización con la que sumó 60 puntos (24 goles, 36 asistencias) en 52 partidos, adjudicándose el Garrett Memorial Award, de manera compartida, con Frank Vatrano, como el Novato del Año de la AHL.
En su segunda campaña en la Liga, la 2016-17, consiguió sus primeros grandes logros como anotar su primer gol el 11 de noviembre de 2016 en un juego contra los Winnipeg Jets. El 8 de febrero de 2017, en encuentro ante los Montreal Canadiens, se apuntó el primer hat trick de su carrera. Después de 75 partidos disputados con el Avalanche, el finlandés culminó con 38 puntos (20-18).
Sin embargo, su temporada de despunte fue la 2017-18, cuando Colorado rompió una cadena de tres años seguidos sin clasificar a la postemporada y apenas la segunda vez en seis años que conseguían su boleto al playoff y la que se convertiría en la primera de cinco incursiones consecutivas a la fase eliminatoria.
Rantanen totalizó 84 puntos, producto de 29 goles y 55 asistencias, en 81 encuentros, quedando en segundo lugar en puntaje dentro del Avalanche, detrás de MacKinnon (97), aunque en seis juegos de postemporada solo dio cuatro asistencias y Colorado fue eliminado a manos de los Nashville Predators.
Sus mejores años en Denver
Durante la campaña de 2018-19, Rantanen parecía ir encaminado a cosas grandes cuando llegado el mes de diciembre ya había superado los 50 puntos y daba la impresión de que sería su primera temporada en la NHL de triple dígito; sin embargo, tuvo un marcado declive en su productividad y a pesar de todo, totalizó 87 puntos (31 goles, 56 asistencias) en 74 juegos. Además de 14 unidades (6-8) en 12 juegos de playoff.
Al término de esa temporada, el delantero finlandés y Colorado llegaron a un acuerdo para firmar una extensión de contrato por seis años y 55.5 millones de dólares, vinculando a Rantanen con el Avalanche hasta 2026.
Desde 2019, Colorado acumuló tres eliminaciones consecutivas en la segunda ronda de los playoffs de la Copa Stanley, un repetido fracaso que hacía cuestionarse a muchos sobre si el triunvirato conformado por Rantanen, Landeskog y MacKinnon, un grupo al que posteriormente se sumó el estelar defensa Cale Makar.
Decididos a erradicar la imagen de equipo incapaz de superar la segunda fase de la postemporada por tres años seguidos, la temporada 2021-22 el Avalanche, en solo 75 juegos disputados, Rantanen montó la mejor temporada individual de toda su carrera liderando al equipo, al registrar 92 puntos (36 goles, 56 asistencias), alcanzando un nuevo techo en anotaciones y empatando su mejor registro en una campaña para habilitaciones.
Pero no quedó ahí. Rantanen fue el segundo mejor jugador en la Final de la Conferencia del Oeste ante Edmonton, con seis puntos, debido a sus cuatro goles y dos asistencias y en la Final de la Copa Stanley ante Tampa Bay, si bien no anotó ningún gol, con sus ocho habilitaciones, no hubo un jugador del Avalanche más productivo que él.
