W 2003 przystąpił do draftu i został wybrany w pierwszej rundzie z numerem jedenastym przez Golden State Warriors. Po sezonie 2006/2007 Piétrus miał status zastrzeżonego wolnego agenta i Warriors podpisali z nim kolejny kontrakt pierwszego października 2007. W sezonie 2007/2008 – ostatnim w Golden State – w meczu przeciwko Phoenix Suns Piétrus zdobył 28 punktów, co jest jego rekordem w NBA. W sezonie 2008/2009 przeszedł do Orlando Magic, gdzie w swoim pierwszym sezonie doszedł do finałów NBA, w finale Konferencji Wschodniej pokonując wraz z Magic zespół Cleveland Cavaliers. Piétrus był chwalony przez ekspertów za grę w obronie przeciwko skrzydłowemu Cavaliers LeBronowi Jamesowi – czołowemu zawodnikowi ligi. W Magic występował do grudnia 2010 roku, kiedy wraz z Marcinem Gortatem i Vince'em Carterem przeszedł do Phoenix Suns w zamian za Hidayeta Türkoğlu i Jasona Richardsona. Piétrus jest zawodnikiem często trapionym przez kontuzje – w debiutanckim sezonie w NBA z powodu urazu lewej kostki opuścił dziesięć spotkań, w sezonie 2004/2005 – 14 spotkań, 2005/2006 – 30, 2006/2007 – 6 meczów.