В первый год Харрелл набирал в среднем 5,7 очка и 3,6 подбора за 16,2 минуты за игру. Он набрал 20 очков в чемпионской победе над Сиракьюсом в конференции Big East. Выходя на игру со скамейки, Харрелл помог Луисвиллу выиграть чемпионат NCAA 2013.
В сезоне 2014/15 Харрелл набирал в среднем 15,7 балла и 9,2 подбора за игру и получил приз имени Карла Мэлоуна как лучший тяжёлый форвард страны.
НБА
Хьюстон Рокетс (2015—2017)
25 июня 2015 года «Хьюстон Рокетс» выбрал Харрелла под 32-м номером на драфте НБА 2015 года. 19 сентября 2015 года он подписал трехлетнее соглашение с «Рокетс». Он дебютировал за «Рокетс» в матче открытия сезона против «Денвер Наггетс» 28 октября, набрав 8 очков и 3 подбора в поражении 105—85. Два дня спустя он набрал 17 очков в поражении «Голден Стэйт Уорриорз». 13 ноября он впервые вышел в стартовой пятёрке, набрав 5 очков за чуть менее 13 минут, и Хьюстон проиграл Денверу 107—98. 28 марта 2016 года Харрелл заработал дисквалификацию на 5 игр без оплаты за толчок судьи. Во время своего первого сезона он несколько раз отправлялся в Джи-Лигу, где играл за Рио-Гранде Вэллей Вайперс, аффилированный клуб Хьюстона.
2 ноября 2016 года Харрелл набрал 17 очков, 10 подборов, победив «Нью-Йорк Никс» 118—99. 21 декабря 2016 года против «Финикс Санз» Харрелл в первый раз вышел в старте в сезоне и второй раз в карьере. В результате он набрал 17 очков, установив личный рекорд. 30 декабря он установил новый карьерный максимум, набрав 29 очков в победе над «Лос-Анджелес Клипперс» 140—116. 8 января 2017 года Харрелл набравл 28 очков за 26 минут со скамейки запасных, попав 12 из 13 бросков, а Хьюстон победил Торонто 129—122.
24 июля 2018 года Харрелл снова подписал контракт с «Клипперс». 26 октября 2018 года Харрелл набрал рекордные 30 очков со скамейки в победе над «Хьюстон Рокетс» 133—113. 22 февраля 2019 года он набрал 30 очков в победе над «Мемфис Гриззлис» 112—106. Три дня спустя он установил новый карьерный рекорд с 32 очками в победе над «Даллас Маверикс» 121—112.
7 июля 2023 года Харрелл подписал однолетний контракт с «Севенти Сиксерс»[5].
3 августа 2023 года стало известно, что Харрелл получил разрыв передней крестообразной связки и мениска во время межсезонных тренировок[6]. 23 октября игрок был отчислен[7].