Chad Gaudin est drafté par les Devil Rays de Tampa Bay au 34e tour de sélection en 2001[1]. Il fait ses débuts dans le baseball majeur avec cette équipe le et remporte le 7 août suivant sa première victoire au plus haut niveau après une présence comme releveur face aux Royals de Kansas City[2]. Gaudin effectue 41 sorties au monticule, dont 34 comme releveur, en trois saisons chez les Rays. Sa moyenne de points mérités pour l'équipe s'élève à 4,25 en 82 manches et deux tiers lancées.
En 2006, Gaudin connait une bonne première saison comme lanceur de relève chez les A's d'Oakland avec une moyenne de points mérités de 3,09 en 64 manches lancées lors de 55 matchs joués. Il remporte quatre matchs contre deux perdus et enregistre ses deux premiers sauvetages en carrière. À l'automne, il n'accorde aucun point en trois manches et un tiers lancées dans trois matchs de Série de championnat de la Ligue américaine face aux Tigers de Détroit[3].
En 2007, Oakland décide d'utiliser Chad Gaudin exclusivement comme lanceur partant. Il est d'ailleurs, avec quelques autres lanceurs, celui qui effectue le plus de départs dans la Ligue américaine cette saison, ses 34 rencontres comme partant n'étant qu'une de moins que le meneur des Ligues majeures, Dontrelle Willis des Marlins de la Floride[4]. En 199 manches et un tiers lancées, un record personnel, il maintient une moyenne de points mérités de 4,42. Il enregistre un sommet en carrière de 154 retraits sur des prises. Il gagne 11 parties contre 13 défaites.
Gaudin amorce la saison 2008 dans la rotation de lanceurs partants des Athletics avant de retourner à l'enclos de relève en mai, après 6 départs[5].
Malgré quatre gains contre deux revers, Gaudin présente une moyenne de points mérités de 6,26 en 24 matchs comme releveur pour les Cubs, qui le libèrent le .
Padres de San Diego
Mis sous contrat par les Padres de San Diego trois jours après avoir été libéré par les Cubs, le droitier Gaudin passe la saison 2009 comme lanceur partant, avec 25 départs contre 6 présences en relève. Après 20 parties jouées, dont 19 comme partant, pour San Diego, sa fiche victoires-défaites est de 4-10 avec une moyenne de 5,13 en 105 manches et un tiers. Son contrat est acheté par les Yankees de New York le .
Yankees de New York
En 6 départs et 5 sorties en relève pour les Yankees en 2009, Gaudin remporte ses deux décisions et affiche une moyenne de points mérités de 3,43 en 42 manches au monticule. Son transfert aux Yankees lui permet de participer pour la seconde fois de sa carrière aux séries éliminatoires et de savourer la conquête de la Série mondiale 2009 par le club new-yorkais. Après une saison régulière terminée sur une fiche de 6-10 avec une moyenne de points mérités de 4,64 en 147 manches et un tiers lancées pour San Diego et New York, et un total, son deuxième plus élevée en carrière, de 139 retraits sur les prises, il effectue une seule présence en éliminatoires. Il est releveur pendant une manche en Série de championnat de la Ligue américaine et retire consécutivement les trois frappeurs des Angels de Los Angeles qu'il affronte[3].
Deuxième passage à Oakland
Chad Gaudin ne figure pas dans les plans des Yankees pour la saison 2010. Il est retranché lors du camp d'entraînement et, trois jours après avoir été libéré de son contrat le par New York, il rejoint son ancien club, les Athletics d'Oakland[7]. Ses 12 présences en relève se passent mal : sa moyenne de points mérités se chiffre à 8,83 en 17 manches et un tiers avec deux défaites sans aucune victoire.
Retour aux Yankees
Libéré par les Athlétics le , Gaudin signe chez les Yankees de New York le 25 mai[8]. Il y affiche une moyenne de 4,50 points mérités accordés par partie avec une victoire et deux défaites en 30 matchs et 48 manches de travail. Il complète sa saison 2010, au cours de laquelle il apparaît dans 42 rencontres, avec une moyenne de 5,65 en 65 manches et un tiers, et un dossier de 1-4. Il devient agent libre le 1er novembre 2010[9].
Le , Gaudin signe un contrat des ligues mineures avec les Marlins de Miami[14]. Il dispute 46 rencontres pour les Marlins en 2012. Sa moyenne de points mérités s'élève à 4,54 en 69 manches et un tiers lancées, avec quatre victoires et deux défaites.
Giants de San Francisco
Le , il signe un contrat des ligues mineures avec les Giants de San Francisco. Après avoir amorcé la saison 2013 comme lanceur de relève[15] pour San Francisco, il intègre début juin la rotation de lanceurs partants pour remplacer Ryan Vogelsong, blessé[16]. Avec San Francisco, il connaît la meilleure saison de sa carrière. Il effectue 12 départs et ajoute 18 sorties en relève. En 97 manches lancées, sa moyenne de points mérités se chiffre à un excellent 3,06. Il remporte 5 victoires contre 2 défaites. Ses 5 victoires, contre une seule défaite, sont acquises comme lanceur partant[15].
Devenu agent libre après cette unique saison chez les Giants, Gaudin est mis sous contrat par les Phillies de Philadelphie mais cette entente est invalidée en février, peu avant le début des camps d'entraînement car sa forme physique n'est pas jugée acceptable pour le club[17]. Absent du jeu toute l'année 2014, il subit une opération au foramen afin de réduire la pression exercée sur un nerf du cou qui lui faisait perdre des sensations et de la dextérité dans sa main et son avant-bras[18].