In 1901 werd hij naar de opkomende American League (AL) gelokt door een groot contract met de Boston Americans (later bekend als de Red Sox). Hij won de pitching Triple Crown in zijn eerste jaar in Boston door het leiden van de AL in overwinningen( 33), verdiende run average (1,62), en strikeouts (158). In 1903 hielp hij het team de eerste World Series te winnen tegen de Pittsburgh Pirates. Op 5 mei 1904 registreerde hij de eerste perfecte wedstrijd (geen speler bereikt het eerste honk) van de moderne tijd, voor de Red Sox tegen de Philadelphia Athletics.,
hij speelde ook voor de Cleveland Indians (1909-11) in de AL en de Boston Braves (1911) in de NL voordat hij met pensioen ging. In elk van 15 seizoenen tijdens zijn 22-jarige carrière won hij meer dan 20 wedstrijden; in vijf van die jaren won hij meer dan 30. Onder zijn lifetime records zijn games started, 815; complete games, 749; en innings pitched, 7.356., Zijn opmerkelijk lange carrière produceerde ook een aantal roemloze major league records: naast zijn carrière overwinning totaal, de som van zijn nederlagen, 316, is ook een record, evenals zijn carrière totalen van hits (7,092) en verdiende runs toegestaan (2,147).Young werd in 1937 verkozen tot de Baseball Hall of Fame en wordt herdacht met de Cy Young Award, die in 1956 werd ingesteld om elk jaar de beste major league werpster te eren (aparte prijzen voor elke competitie vanaf 1967).