Część kontraktów czołowych zawodników (w tym Shieldsa) zostało wykupionych przez wieloletniego współorganizatora gal EliteXC – Strikeforce. W Strikeforce zadebiutował 9 czerwca 2009 poddając Robbiego Lawlera. 7 listopada tego samego roku zdobył pas mistrza Strikeforce w wadze średniej (do 84 kg) pokonując Jasona Millera, a 17 kwietnia 2010 obronił go wygrywając z byłym mistrzem PRIDE Danem Hendersonem wyraźnie na punkty.
Jeszcze w tym samym roku związał się z UFC, a w pierwszej walce minimalnie pokonał na punkty Duńczyka Martina Kampmanna. Po tej walce otrzymał szansę stoczenia walki o pas mistrza wagi półśredniej z gwiazdą UFC Kanadyjczykiem Georges'em St-Pierre'em. Shields uległ St-Pierre'owi na punkty oraz przerwał znakomitą passę 15 zwycięskich pojedynków Amerykanina. 12 października 2012 został złapany na dopingu po zwycięskiej walce z Edem Hermanem (12 sierpnia 2012). Wynik pojedynku został zmieniony na no contest (nierozstrzygnięty), a sam Shields został zawieszony na pół roku przez Kalifornijską Komisję Boksu. Ostatecznie w latach 2011-2014 stoczył dla UFC jeszcze sześć pojedynków (bilans 3-2-1 NC) pokonując m.in. Koreańczyka Yoshihiro Akiyame, Brazylijczyka Demiana Maie oraz przegrał m.in. z Kubańczykiem Hectorem Lombardem.