Cleveland Cavaliers (od 2003 do 2010) W wieku 18 lat został wybrany z pierwszym numerem w drafcie w 2003 przez Cleveland Cavaliers. Przed swoim pierwszym występem w NBA James podpisał kontrakt reklamowy z firmą Nike wart 90 milionów dolarów, będący największym kontraktem zawiązanym z nową gwiazdą.
Po pierwszym sezonie otrzymał nagrodę dla najlepszego debiutanta, a w następnych sezonach tytuły MVP meczu gwiazd (dwukrotnie: 2006, 2008) oraz najważniejszą nagrodę indywidualną – NBA MVP w 2009, 2010, 2012 oraz w 2013. W 2006 oraz od 2008 do 2017 wybierany do pierwszej piątki ligi. W 2008 został królem strzelców NBA. Corocznie od 2005 wybierany do spotkań gwiazd NBA. Doprowadził Cleveland Cavaliers do play-offów w latach 2006–2010. W 2007 prowadzona przez niego drużyna awansowała do finałów konferencji pierwszy raz od 1992, a następnie do finału ligi – pierwszy raz w historii klubu.
W sezonie 2005/2006 zajął drugie miejsce w głosowaniu na MVP rozgrywek zasadniczych.
W sezonie 2007/2008 LeBron doprowadził Cavaliers do play-off, gdzie pokonali w pierwszej rundzie 4:2 Washington Wizards, a w półfinale ulegli Boston Celtics 4:3, mimo rewelacyjnej gry Jamesa (w szóstym meczu w Cleveland i siódmym spotkaniu w Bostonie LeBron zdobył w sumie 77 pkt, podczas gdy jego partnerzy z drużyny pozostałe 84 pkt).