詹姆斯在骑士队的经历可分为两个时期：
首次效力骑士（2003 - 2010 年）
2003 - 2004 赛季：骑士队用状元签选中詹姆斯。詹姆斯场均贡献 20.9 分、5.5 篮板、5.9 助攻，荣膺最佳新秀，骑士战绩提升到 35 胜 47 负。
2004 - 2005 赛季：詹姆斯场均得到 27.2 分、7.4 篮板、7.2 助攻，入选全明星和联盟最佳二阵，骑士取得 42 胜 40 负，胜率超 50%，但未进季后赛。
2005 - 2006 赛季：詹姆斯场均 31.4 分，获全明星赛 MVP，骑士以 50 胜 32 负重返季后赛，首轮 4 - 2 击败奇才，次轮抢七 3 - 4 不敌活塞。
2006 - 2007 赛季：詹姆斯场均 27.3 分、6.7 篮板、6.0 助攻，率骑士在季后赛首轮 4 - 0 横扫奇才，次轮 4 - 2 淘汰篮网，东部决赛 4 - 2 击败活塞，队史首次打进总决赛，但总决赛中被马刺 4 - 0 横扫。
2008 - 2009 赛季：詹姆斯出战 81 场，场均 28.4 分、7.6 篮板、7.2 助攻，拿下常规赛 MVP，骑士取得 66 胜 16 负，以东部第一闯进季后赛，不过东部决赛 2 - 4 不敌魔术。
2009 - 2010 赛季：詹姆斯场均 29.7 分、7.3 篮板、8.6 助攻，蝉联常规赛 MVP，率队取得 61 胜 21 负，东部半决赛中被凯尔特人打败。2010 年夏天，詹姆斯离开骑士。
重返骑士（2014 - 2018 年）
2014 - 2015 赛季：詹姆斯回归骑士，场均 25.3 分、6.0 篮板、7.4 助攻。骑士打进总决赛，因伤病原因，最终 2 - 4 不敌勇士。
2015 - 2016 赛季：詹姆斯带领骑士在总决赛中以 4 - 3 逆转勇士夺得队史首冠。詹姆斯当选总决赛 MVP。
2016 - 2017 赛季：骑士再次打进总决赛，詹姆斯场均 26.4 分、8.6 篮板、8.7 助攻，不过最终 1 - 4 输给勇士。
2017 - 2018 赛季：詹姆斯场均 27.5 分、8.6 篮板、9.1 助攻，骑士连续第四年打进总决赛，再次面对勇士，最终 0 - 4 落败。2018 年夏天，詹姆斯离开骑士，加盟湖人。
詹姆斯在骑士队共效力 11 个赛季，带领骑士队多次打进季后赛和总决赛，为球队带来了众多荣誉，尤其是 2016 年的总冠军，成为球队历史上的经典时刻。
