Niekro giocò per 24 stagioni nella Major League Baseball, 20 delle quali per i Milwaukee/Atlanta Braves. Le sue 318 vittorie sono il massimo per un giocatore ad avere utilizzato la knuckleball e sono il 16º risultato assoluto di tutti i tempi. Per cinque volte ha vinto il Guanto d'oro della National League (NL) ed è stato convocato per cinque All-Star Game, guidando la lega in vittorie due volte e in media PGL una volta. Niekro fu anche un giocatore chiave degli unici due titoli di division vinti da Atlanta prima del 1991.
Phil e il fratello Joe Niekro hanno vinto complessivamente 539 partite, il massimo per una coppia di fratelli nel mondo del baseball, e le 121 vittorie di Phil oltre i 40 anni di età sono un record della Major League. La sua longevità è attribuita alla knuckleball, un tipo di lancio difficile da padroneggiare ma poco faticoso per il braccio del lanciatore che spesso ingannava i battitori con la sua traiettoria imprevedibile.
Niekro è stato l'ultimo lanciatore della MLB a vincere e perdere 20 partite nella stessa stagione. Con i Braves del 1979,[1] Niekro concluse con 21 vittorie e 20 sconfitte. Fu la terza e ultima stagione da 20 vittorie e la seconda e ultima da 20 sconfitte.[2] Quell'anno, Phil e Joe Niekro guidarono a pari merito la National League in vittorie.