奥尼尔是在 2009年6月25日加入克里夫兰骑士队的。当时，太阳队将奥尼尔交易到骑士队，以换取本·华莱士和帕夫洛维奇。

在骑士队，奥尼尔的表现并不尽如人意，场均只有12分6.7篮板，投篮命中率也仅为56.6%。尽管如此，他的加入还是为骑士队带来了更多的关注度和实力上的提升。2009-10赛季，骑士队以61胜21负的战绩领跑联盟，但最终在东部决赛中输给了波士顿凯尔特人队。

2010年8月4日，奥尼尔以两年280万美元的底薪加盟波士顿凯尔特人队。