UFC

W MMA zadebiutował w maju 1997 roku, biorąc udział w turnieju UFC 13. W pierwszej rundzie tego turnieju wygrał z Wesem Albrittonem, ale w drugiej rundzie przegrał przez poddanie z Guyem Mezgerem. Nie zrażony tą porażką kontynuował swą karierę w MMA, a po pokonaniu Jerry Bohlandera i zwycięstwie w rewanżowej walce z Mezgerem, stanął do walki z mistrzem wagi półciężkiej UFC Frankiem Shamrockiem. Jednak przegrał przez techniczny nokaut. Po tym pojedynku Shamrock zdecydował się zakończyć karierę sportową, wobec czego władze UFC zorganizowały, w lipcu 2000 roku, walkę o wakujący pas mistrzowski i wyznaczył do niego Ortiza oraz najlepszego brazylijskiego zawodnika Wanderleia Silvą. Tito wygrał przez jednogłośną decyzję po pięciu zaciętych rundach.

W następnych latach kilkakrotnie bronił pasa mistrzowskiego, pokonując min. Yūkiego Kondō oraz Kena Shamrocka, przyrodniego brata Franka. W sierpniu 2003 roku stracił tytuł na rzecz byłego mistrza wagi ciężkiej UFC Randy’ego Couture’a, a następnej walce przegrał przez nokaut z Chuckiem Liddellem^[1].

W 2004 roku pokonał przez decyzję Patricka Côté oraz Vitora Belforta, po czym wycofał się z UFC na blisko półtora roku. W tym czasie pojawił się jako sędzia w kilku galach wrestlingu. Do UFC powrócił w lipcu 2006 roku, pokonując przez decyzję Forresta Griffina. Następnie został trenerem jednej z drużyn w reality show The Ultimate Fighter 3. Drugim trenerem został Ken Shamrock, a po zakończeniu programu doszło do rewanżowej walki między Ortizem a Shamrockiem. Tito wygrał już w pierwszej rundzie przez techniczny nokaut, ale jego przeciwnik nie zgadzał się z werdyktem i twierdził, że walka została zbyt szybko przerwana. Dlatego doszło do trzeciego starcia tych zawodników i znów lepszy okazał się Ortiz. W grudniu 2006 roku doszło do rewanżowej walki Ortiza z Chuckiem Liddellem, której stawką był pas mistrzowski wagi półciężkiej, jednak Tito ponownie przegrał przez nokaut.

W lipcu 2007 roku zmierzył się z Rashadem Evansem. Odebrano mu punkt za trzymanie się klatki i walka zakończyła się remisem. Następnie poniósł dwie porażki przez decyzję sędziów: na UFC 84 z Lyoto Machidą oraz na UFC 106 z Forrestem Griffinem. Na UFC 132 poddał przez duszenie gilotynowe Ryana Badera w pierwszej rundzie. Po zwycięstwie nad Baderem zanotował dwie porażki z rzędu, kolejno z Evansem oraz Antônio Rogério Nogueira oba przez techniczny nokaut^[1].

Ostatnią walkę w kontrakcie oraz równocześnie w karierze stoczył z Forrestem Griffinem. Ich trzecie starcie miało miejsce 7 lipca 2012 roku. Ortiz trzykrotnie posyłał Griffina na deski w ciągu całego pojedynku ale to nie wystarczyło do zwycięstwa i ostatecznie przegrał na punkty^[1].

Bellator MMA

Po przegranej zapowiedział zakończenie kariery zawodnika MMA lecz po roku postanowił powrócić i związał się z konkurencyjną organizacją Bellator MMA. W debiucie 2 listopada 2013 miał stoczyć pojedynek z innym, byłym mistrzem UFC Quintonem Jacksonem^[11], lecz 28 października uległ kontuzji szyi i musiał się wycofać z planowanego starcia. 17 maja 2014 został zestawiony z ówczesnym mistrzem Bellatora wagi średniej Rosjaninem Aleksandrem Szlemienkom. Stawiany w roli bezsprzecznego faworyta Rosjanin nieoczekiwanie uległ Ortizowi który poddał go duszeniem rękoma w 1. rundzie. 15 listopada tego samego roku pokonał Stephana Bonnara na punkty na gali Bellator 131.

W związku z dwoma zwycięstwami w organizacji otrzymał szansę walki o mistrzostwo w wadze półciężkiej 19 września 2015 na Bellator 142: Dynamite 1 z Brytyjczykiem Liamem McGearym. Ortiz przegrał starcie przez poddanie w 1. rundzie^[12]. 21 stycznia 2017 na Bellator 170 poddał Chaela Sonnena duszeniem zza pleców w 1. rundzie^[13].

Total Nonstop Action (TNA)

Będąc pod kontraktem z Bellatorem, występował również we wrestlerskiej federacji Total Nonstop Action razem z Quintonem Jacksonem i Muhammedem Lawalem.