À sa première année complète de baseball professionnel, Davis a chapardé 40 bases en 62 matchs.
Lorsque Davis est apparu pour la première fois dans les ligues majeures en 1984, ses talents physiques lui donnaient le potentiel d’être l’un des joueurs les plus excitants du jeu. Il était un joueur rare à cinq outils, avec une puissance de home run ainsi qu’une vitesse pure sur les sentiers de base. Il avait l’habitude de voler des home runs et suscitait des comparaisons avec Willie Mays.
Davis a commencé à exceller en 1986, battant .277, frappant 27 homers et volant 80 bases. Lui et Rickey Henderson restent les seuls joueurs de l’histoire des ligues majeures à être membres du « club des 20/80 ». Sur une période de 162 matchs – du 11 juin 1986 au 4 juillet 1987 – il a fait 659 apparitions sur le marbre et a frappé .308/.406/.622 avec 47 homers, 149 courses, 123 RBI et 98 bases volées. (Il a été attrapé en train de voler seulement 12 fois.)
Davis a continué à construire sur son succès en 1987. Le jour de l’ouverture, il a fait 3 pour 3 avec un home run, une base volée et deux marches. Au cours des 10 premiers matchs, il a frappé .526 avec 4 home runs et 8 bases volées. Le 1er mai 1987, il réalise deux home runs, dont un grand chelem. Deux jours plus tard, il réalise trois autres home runs – un à gauche, un au centre et un à droite – dont un grand chelem, et une base volée. Il réalise un autre grand chelem ce mois-là, ce qui fait de lui le premier joueur de l’histoire à en réaliser trois en un mois. Lors d’un jeu mouvementé en fin de manche au Wrigley Field le 4 septembre, Davis s’est écrasé contre le mur de briques du champ extérieur alors qu’il attrapait un ballon profond ; il est resté couché au sol plusieurs instants et a été ralenti par la suite.
Davis a terminé la saison 1987 avec une moyenne de ,293, 37 homers et 50 vols. Il est devenu le premier joueur de l’histoire à frapper 30 homers et à voler 50 bases dans une saison, bien qu’il n’ait joué que 129 matchs. Avant 1987, seuls six joueurs avaient atteint le club des 30-30. Cette saison-là, trois autres, dont Strawberry, Joe Carter et Howard Johnson, rejoignent Davis dans le club des 30-30. Il a mené la ligue en nombre de puissance-vitesse (42,53) avec une marque qui est la troisième plus élevée de tous les temps en une saison.
De 1986 à 1990, Davis a réalisé en moyenne 30 home runs et 40 bases volées. Pendant cette période, il était l’un des joueurs les plus excitants du jeu et un joueur superstar très visible. Il a été soutenu par le MVP chaque année de 1986 à 1990, terminant chaque année dans les 15 premiers du vote. De 1986 à 1989, il a également terminé dans le top 10 de la NL pour les home runs, le pourcentage d’élancement et l’OPS chaque année. Bien qu’il ait connu d’autres bonnes saisons plus tard dans sa carrière, les blessures l’ont empêché d’atteindre à nouveau ce type de sommet. En 1990, avec une équipe solide autour de lui, Davis a été un joueur clé dans la saison de championnat « de fil en aiguille » de Cincinnati.
L’un des moments les plus célèbres de Davis a été lorsqu’il a fait un coup de circuit sur Dave Stewart d’Oakland lors de sa première série mondiale au bâton en 1990. Le coup de circuit a déclenché un balayage de la série mondiale pour les Reds. En plongeant pour attraper une balle lors du quatrième match de la série, Davis a subi une lacération du rein, qui a nécessité une opération. Il a également subi une opération hors saison sur un genou qu’il avait blessé plus tôt dans la saison.
Après 1990, Davis n’a pas réussi à remettre sa carrière sur les rails. Des blessures sabotent son jeu en 1991, et il est échangé aux Dodgers de Los Angeles contre Tim Belcher et John Wetteland. Il subit plusieurs autres blessures en 1992 et est largement inefficace.
Le 23 août 1993, les Dodgers échangent Davis aux Tigers de Détroit contre un joueur à nommer plus tard. Une semaine plus tard, les Tigers ont envoyé le lanceur John DeSilva aux Dodgers pour compléter l’échange. Les Tigers avaient l’une des meilleures attaques en 1993 et cherchaient à améliorer l’une de leurs rares faiblesses, la position du champ central. Davis remplace Milt Cuyler et frappe relativement bien lors des 29 matchs de la dernière ligne droite avec les Tigers ; il frappe en cinquième ou sixième position et termine avec un OPS ajusté de 142 et sa sixième saison de 20/20. On s’attendait à ce que Davis soit le principal joueur de champ central des Tigers en 1994, mais des blessures l’ont limité à seulement 37 matchs et à une moyenne au bâton de .183. Après la saison 1994 écourtée par la grève, Davis s’est vu accorder la free agency par les Tigers et a choisi de prendre sa retraite.
Après avoir récupéré pendant une saison, il s’est senti suffisamment en forme pour revenir au baseball avec Cincinnati en 1996. Il a fait une saison solide avec une moyenne de .287 et 26 home runs, bien que les blessures aient réduit son temps de jeu. Il a cependant joué suffisamment bien pour convaincre Baltimore de le signer en tant qu’agent libre.