2010年1月，热刺召回沃克，以填补阿兰·赫顿被租借至桑德兰的空缺；3月27日，沃克首次代表热刺出场，以首发身份帮助热刺在英超联赛中2-0击败朴茨茅斯。2011年1月8日，在英格兰足总杯第轮中，首发出场的沃克攻入职业生涯处子球，帮助阿斯顿维拉客场3-1击败谢菲尔德联；2月5日，在英超联赛第26轮中，沃克斩获英超处子球，帮助阿斯顿维拉主场2-2战平富勒姆；5月15日，在英超联赛第37轮中，沃克送出助攻，帮助阿斯顿维拉客场2-1击败阿森纳；10月2日，在英超热刺对阵阿森纳的北伦敦德比中，比赛第74分钟，卢卡·莫德里奇外围打门被亚历山大·宋挡出，沃克跟进右脚破门，打进了自己代表热刺的首粒进球，帮助热刺2-1赢得比赛的胜利。

2012年5月3日，热刺在官网宣布和沃克续约至2017年；9月16日，在英超联赛第4轮中，沃克送出助攻，帮助热刺客场3-1击败雷丁；12月16日，在英超联赛第17轮中，沃克助攻维尔通亨攻入制胜球，帮助热刺主场1-0击败斯旺西；12月29日，在英超联赛第20轮中，沃克送出助攻，帮助热刺客场2-1击败桑德兰。2011-12赛季，沃克在热刺得到了主力位置，代表热刺在英超出场37次（全部以首发身份出场），打进2球送出1次助攻，并于赛季末击败塞尔吉奥·阿奎罗、加雷斯·贝尔等人获得PFA（英格兰职业球员工会）最佳年轻球员奖。这是热刺32年来再度有球员获得该奖项，在沃克前拿奖的还是1979-80赛季的格伦·霍德尔。同时，沃克也被PFA选入了该赛季的英超最佳阵容。

2012-13赛季，沃克代表热刺在英超出场36次，送出4次助攻，入选PFA英超赛季最佳阵容。

2013年2月3日，在英超联赛第25轮中，沃克助攻队友攻入全场唯一进球，帮助热刺客场1-0击败西布朗维奇；5月4日，在英超联赛第36轮中，沃克送出助攻，帮助热刺主场1-0击败南安普顿；12月1日，在英超热刺对阵曼联的比赛中，沃克在第18分钟任意球直接破门帮助热刺1-0取得领先。但第32分钟，沃克在禁区内的一次停球失误导致韦恩·鲁尼将比分扳平。

2014年3月14日，热刺在欧联杯1/8决赛首回合1-3不敌本菲卡，这是沃克该赛季最后一次代表热刺出场，之后因腹部伤病一直高挂免战牌。2013-14赛季，沃克代表热刺在英超出场26次，打进1球、送出2次助攻；9月，沃克接受了腹部手术；12月12日，在欧联杯热刺对阵贝西克塔斯的比赛中，沃克时隔九个月后重新回归赛场。2014-15赛季，沃克因伤错过了半个赛季，只代表热刺在英超出场15次。

2015年11月23日，在英超热刺对阵西汉姆联的比赛中，沃克在比赛第83分钟禁区前沿与孙兴慜配合后右脚外脚背破门，打进自己在2015-16赛季的第一入球。2015-16赛季，沃克代表热刺在英超出场33次，打进1球并有3次助攻。

2016年8月13日，在英超联赛第1轮中，沃克送出助攻，帮助热刺客场1-1战平埃弗顿；9月10日，在英超联赛第4轮中，首发出场的沃克献出助攻，帮助热刺客场4-0大胜斯托克城；9月14日，在欧冠小组赛第1轮中，沃克迎来欧冠处子秀，但热刺主场1-2负于摩纳哥；12月14日，在英超联赛第16轮中，沃克送出助攻，帮助热刺主场3-0击败赫尔城；12月18日，在英超联赛第17轮中，沃克连续两场比赛送出助攻，帮助热刺主场2-1击败伯恩利。2016-17赛季，沃克在联赛中出场33次，送出5次助攻，帮助球队取得联赛亚军的好成绩，并入选PFA最佳阵容。这是沃克自2011-12赛季后再度入选PFA最佳阵容，他领衔的后防线只让热刺丢掉26球，使热刺成为该赛季英超失球最少的球队。

2017年7月14日，英超曼彻斯特城足球俱乐部官方宣布沃克加盟。沃克的转会费为4500万+500万浮动条款，总价5000万英镑。沃克也成为曼城2017夏第3笔签约；8月13日，在英超首轮曼城2-0击败布莱顿的比赛中，沃克迎来了代表曼城出战的首场正式比赛。全场沃克共有66脚传球，送出了3次传中，赢得了3次空中对抗，并被评选为全场最佳球员；8月22日，在英超曼城1-1战平埃弗顿的比赛中，在第42分钟和第44分钟沃克连吃两张黄牌被罚下，这是沃克在英超联赛中首次被罚下。2017-18赛季，沃克代表曼城在英超出场32次，送出职业生涯单赛季最高的6次助攻；各项赛事总出场48次，帮助曼城夺得英超和联赛杯冠军；个人入选PFA英超最佳阵容，这是沃克生涯第三次入选。

2018年9月2日，2018-19赛季英超第4轮，曼城主场2-1击败纽卡斯尔，沃克在下半场打出一记世界波破网，这是沃克为曼城出战打进的处子球。

2019年1月20日，在英超联赛第23轮中，沃克送出助攻，帮助曼城客场3-0击败哈德斯菲尔德镇；2月24日，在英格兰联赛杯决赛中，沃克出战120分钟，帮助曼城点球大战4-3击败切尔西夺冠；5月18日，在英格兰足总杯决赛中，沃克首发出场，帮助曼城6-0横扫沃特福德夺冠；11月2日，曼城主场2比1战胜南安普顿，沃克一传一射帮助曼城逆转取胜；11月7日，欧冠小组赛C组第4轮，曼城客场1-1战平亚特兰大。本场比赛曼城首发门将埃德森受伤离场，替补门将布拉沃又吃到红牌，最后10分钟沃克客串门将位置，并扑出对手的任意球攻门。2018-19赛季，沃克出场52次，打进2球助攻1次，帮助曼城夺得英超冠军、英格兰联赛杯冠军、英格兰足总杯冠军和英格兰社区盾，实现国内三冠王。在欧冠赛场上，曼城连续两个赛季被同联赛球队淘汰，止步于八强。

2020年3月1日，在英格兰联赛杯决赛中，沃克首发出场，帮助曼城2-1击败阿斯顿维拉夺冠。在英超联赛最后2轮中，沃克连续送出助攻，帮助曼城先后击败沃特福德和诺维奇；8月8日，欧冠1/8决赛次回合，曼城主场对阵皇马，沃克为曼城首发出战，迎来个人职业生涯欧战第50场里程碑；11月22日，曼城客场0-2输给了热刺，这是沃克在英超出战的第300场比赛。2019-20赛季，沃克代表曼城出场42次，打进1球助攻6次，帮助球队夺得英格兰社区盾冠军和英格兰联赛杯冠军。

2021年4月25日，在英格兰联赛杯决赛中，沃克首发出场，帮助曼城1-0击败热刺夺冠。在欧冠赛场上，沃克帮助曼城一路过关斩将杀进决赛，但在5月25日进行的欧冠决赛中0-1负于切尔西，无缘冠军；10月19日，在欧冠小组赛第3轮中，沃克斩获欧冠处子球，帮助曼城客场5-1横扫布鲁日；11月28日，英超第13轮主场对阵西汉姆联，沃克迎来代表曼城的第200场比赛里程碑；12月4日，在英超联赛第15轮中，沃克迎来曼城生涯第200场比赛且送出助攻，帮助曼城客场3-1击败沃特福德，这也是沃克英超生涯第200场胜利。2020-21赛季，沃克代表曼城出场42次，打进2球助攻1次，帮助球队夺得英超冠军、英格兰联赛杯冠军和欧冠亚军。

2022年5月8日，英超第36轮赛后，瓜迪奥拉宣布沃克赛季报销。2021-22赛季，沃克第四次随曼城夺得英超冠军。

2022年5月8日，英超第36轮赛后，瓜迪奥拉宣布沃克赛季报销；10月，沃克接受腹股沟手术，将因伤缺阵。2021-22赛季，沃克第四次随曼城夺得英超冠军。

2023年1月9日，足总杯第3轮，沃克在第38分钟底线横传助攻福登推射破门，帮助曼城在主场4-0击败切尔西；5月18日，欧冠半决赛次回合，沃克贡献1次解围、2次抢断、1次关键传球，5次对抗4次成功，帮助曼城在主场4-0击败皇马，以两回合5-1的总比分淘汰对手，晋级欧冠决赛；5月21日，英超第37轮，沃克迎来曼城生涯250次登场里程碑之战，帮助曼城1-0击败切尔西；6月3日，足总杯决赛，沃克首发登场，帮助曼城2-1力克曼联，夺得足总杯冠军；6月11日，欧冠决赛，沃克在第82分钟替补约翰·斯通斯替补登场，最终帮助曼城1-0战胜国际米兰，夺得冠军。2022-23赛季，沃克在英超跑出了37.31Km/h的最快时速，入选欧冠最佳阵容。

2023年夏天，沃克曾认真考虑过转会离开，但最终还是决定留在曼城；8月6日，英格兰社区盾杯决赛，沃克首发出场，最终曼城总比分2-5不敌阿森纳，无缘冠军；8月17日，欧洲超级杯，沃克首发登场，最终曼城总比分6-5击败塞维利亚，夺得冠军；9月15日，曼城官方宣布，沃克与曼城续约至2026年；9月23日，23-24赛季英超第6轮，沃克助攻福登抽射首开记录，帮助曼城在主场2-0战胜诺丁汉森林；12月20日，世俱杯半决赛，沃克直塞送助攻，帮助曼城3-0淘汰浦和红钻，晋级决赛；12月23日，世俱杯决赛，沃克首发登场，帮助曼城4-0击败弗鲁米嫩塞，夺得冠军。

2024年1月14日，英超第21轮，沃克助攻B席脚后跟破门，帮助曼城3-2战胜纽卡斯尔联；1月16日，沃克生涯首次入选FIFA年度最佳阵容；4月26日，英超第29轮，沃克助攻德布劳内头球破门，之后又助攻胡利安·阿尔瓦雷斯进球，帮助曼城在客场4-0战胜布莱顿；这场比赛是沃克职业生涯中第一次在英超联赛的单场比赛中送出两次助攻；5月15日，英超第34轮补赛，沃克在上半场在对方禁区内完成3次触球（全场最多），帮助曼城在客场2-0完胜热刺；5月19日，英超最后一轮，沃克首发出战，迎来曼城生涯各项赛事第300次出场，帮助曼城以3-1战胜西汉姆联，夺得英超冠军；5月25日，足总杯决赛，沃克首发登场，最终曼城1-2不敌曼联，获得亚军。2023-24赛季，沃克入选PFA英超最佳阵容。

2024年10月5日，英超第7轮，沃克在第62分钟替补出场；这是沃克个人生涯的第400场英超比赛。

2011年11月12日，在英格兰1-0战胜西班牙的友谊赛中，沃克首次代表英格兰国家队亮相，他在第85分钟替补加雷斯·巴里登场；11月15日，沃克在英格兰对阵瑞典的比赛中首次首发登场，并在赛后被评为最佳球员。

2014年，沃克因伤错过2014年巴西世界杯。

2016年，沃克随英格兰队出征2016年法国欧洲杯，代表英格兰出场3次，并帮助英格兰打进16强。

2018年5月16日，英格兰队公布了出征2018年俄罗斯世界杯的23人大名单，沃克入选。

2021年，沃克随英格兰队出征2020年欧洲杯，在球队参加的7场比赛中出战了其中6场比赛，帮助英格兰队史首次打入欧洲杯决赛。

2022年11月10日，沃克入选英格兰队出征2022年卡塔尔世界杯的26人名单。

2023年9月10日，欧洲杯预选赛小组赛第5轮，英格兰1-1战平乌克兰，沃克打入英格兰队处子球，成为英格兰队史第450位进球者，耗时77场才打进处子球是历史最久，而33岁104天的年龄也是英格兰队史处子球进球者第二大；9月13日，在对阵苏格兰的友谊赛中，沃克助攻福登破门，帮助英格兰3-1取胜。

2024年6月7日，沃克入选英格兰队出征2024年德国欧洲杯的大名单；6月14日，英格兰代表队宣布，沃克担任球队的副队长；6月21日，2024年欧洲杯小组赛C组第2轮，沃克助攻凯恩破门，帮助英格兰以1-1战平丹麦；7月7日，欧洲杯1/4决赛，沃克迎来生涯第700场比赛的里程碑，帮助英格兰点球鏖战淘汰瑞士晋级四强；7月15日，欧洲杯决赛，沃克首发出场，最终英格兰队以1-2负于西班牙队获得亚军；7月，沃克入选欧洲杯最佳阵容。

2019年，沃克的女友劳伦·古德曼怀孕，沃克与妻子安妮分居。2020年4月，古德曼生下儿子凯罗，沃克与安妮重归于好。2024年1月，安妮在社交媒体上发布声明，宣布自己将和沃克分开一段时间；10月16日消息，沃克妻子安妮已经向沃克递交离婚文件，安妮已经要求律师走法律程序结束这段婚姻。

沃克和妻子安妮是青梅竹马，从青少年时期就开始恋爱，在一起的时间已经超过了十年。两人育有3个儿子后，于2021年11月正式结婚。

2020年12月25日，曼城官方宣布，沃克新冠检测为阳性。

备注：截至2024年7月16日。

沃克不仅实力出众，在心理方面也表现得极为成熟。他是位如此出色的运动员，强壮、速度快、有侵略性、能攻善守。他会在很多年里把持住英格兰右后卫的位置，还能代表英格兰参加多届世界大赛。（前队友杰梅因·迪福 评）

沃克不懈的跑动无论是在进攻端还是防守端都成为了热刺最有力的武器，他在热刺成长为英格兰队主力边后卫之一，同时沃克也可以说是英超最好的边后卫之一。（《伦敦晚旗报》 评）

从热刺加盟曼城以来，沃克在攻守两端的表现一直都很出色，深得瓜帅的信任。（腾讯网 评）

2023年3月8日，太阳报独家消息，沃克在一家夜店里暴露了自己身体。并亲吻和抚摸了一名女子。太阳报表示，沃克可能面临警察调查。

2023年3月18日，据《卫报》消息，在警察调查监控录像后，凯尔·沃克将不会面临警方的刑事指控。