Seleccionado por Washington en la Cuarta ronda (No. 93) del Draft de la NHL en 2008, Holtby tiene marca de 282-122-46 con un GAA de 2.53, porcentaje de salvamento de .916 y 35 blanqueadas en 468 juegos (458 aperturas) durante 10 temporadas con Washington.
Holtby es segundo en la lista de victorias de todos los tiempos, con la camiseta de los Capitals, sólo por detrás de Olaf Kolzig (301) y empatado en primer lugar en blanqueadas con Kolzig.
Holtby tuvo marca de 16-7, permitiendo 2.16 goles y un promedio de salvadas de .922, en adición a dos blanqueadas en 23 juegos de Playoff en 2018, para ayudar a Washington a levantar la Stanley Cup. En la postemporada, el guardameta cuenta con un record 50-47 con un balance de 2.33 tantos encajados, siete blanqueadas y un porcentaje de atajadas de .926 en 97 encuentros.
Dos veces finalista del Trofeo Vezina, Holtby ganó el premio en 2015-16 cuando tuvo marca de 48-9-7, empatando el récord de victorias de la NHL en una temporada, con 2.20 GAA, .922 porcentaje de salvamento y tres blanqueadas en 66 juegos. Llegó al primer equipo All-Star de la NHL esa temporada y al segundo equipo de esa categoría en la 2016-17 cuando también ganó el Trofeo Jennings, tras permitir la menor cantidad de goles.
