Kilka tygodniu później został zwolniony z UFC.
W lipcu 2023 roku poinformował o zakończeniu zawodowej kariery.
Kariera w kick-boxingu W K-1 zadebiutował w 2001 roku w przegranej walce z Errolem Parisem podczas GP Holandii. W 2004 roku w Tokio został znokautowany w pokazowym pojedynku przez Glaube Feitosę. Do K-1 powrócił po długiej przerwie w 2008 roku. Podczas sylwestrowej gali Dynamite!! 2008 zmierzył się z byłym mistrzem K-1 w wadze ciężkiej i finalistą K-1 World GP 2008 Badrem Hari. Overeem stał się sprawcą sensacji, nokautując faworyzowanego Marokańczyka już w pierwszej rundzie walki.
W marcu 2009 roku walczył w Jokohamie z mistrzem K-1 Remym Bonjaskym. Przegrał przez decyzję po wyrównanym starciu. Występy te sprawiły, że otrzymał w drodze głosowania internetowego fanów dziką kartę, upoważniającą do udziału w walce eliminacyjnej podczas Final 16 w Seulu. Pokonał tam niespodziewanie Petera Aertsa, zapewniając sobie prawo walki o mistrzostwo K-1 WGP w turnieju finałowym w Jokohamie. W pierwszej walce tego turnieju znokautował kopnięciem kolanem mistrza świata kyokushin Ewertona Teixeirę, w półfinale uległ jednak przez nokaut (reguła 2 nokdaunów) Hariemu.