На любительском уровне участвовал в чемпионате мира 1999 года (Хьюстон, США) в весовой категории 81 кг, проиграв уже в пером поединке турнира. Через два года отправился на мировое первенство в Белфасте (Северная Ирландия), но уже в весе 91 кг, проиграв в финале кубинцу Одланьеру Солису техническим нокаутом в третьем раунде и завоевав серебряную медаль.

Первый поединок на профессиональном ринге провел в декабре 2002 года, победив техническим нокаутом во втором раунде соотечественника Тони Бута.

Одержав десять побед в десяти первых поединках на проф ринге (все досрочно), в сентябре 2004 года провел потерпел первое поражение. Поединок с чемпионом мира по версии IBO в первом тяжелом весе британцем Карлом Томпсоном закончился техническим нокаутом Хэя в пятом раунде. Дэвид доминировал в начальных раундах, однако в пятом оказался в нокдауне. После того как претендент поднялся, Томпсон пошел в решающую атаку во время которой секунданты Хэя, спасая своего боксера от тяжелого нокаута, выбросили на ринг полотенце, остановив бой.

Вернувшись на ринг в конце 2004 года, одержал четыре досрочные победы, а нокаутировав в 2005 году во первом раунде чемпиона Европы (EBU) украинца Александра Гурова.

Трижды защитив титул, в ноябре 2007 года Хэй встретился чемпионом мира по версиям WBC и WBA в первом тяжелом весе французом Жаном-Марком Мормеком. Поединок проходил для британца не просто. В четвертом раунде он оказался в нокдауне, однако затем смог переломить ход боя и в итоге победил техническим нокаутом в седьмом раунде.

В марте 2008 года Хэй встретился в объединительном бою с чемпионом по версии WBO британцем Энцо Маккаринелли. Поединок закончился уже во втором раунде когда после нокдауна Маккаринелли рефери решил остановить поединок.

Сразу же после этого боя Хэй заявил о решении перейти в супертяжелый вес, а в мае подписал контракт с промоутерской компанией Оскара Де Ла Хойи Golden Boy Promotions, которая получила эксклюзивные права на организацию боев боксера в Америке, а также будет сотрудничать с недавно созданной компанией самого Хэя Hayemaker Promotions при организации его поединков в Великобритании.

15 ноября 2008 года в Лондоне в рамках супертяжелого веса состоялся поединок между  Хэйем и американцем Монте Барреттом (34-6, 20 КО).

Барретт дважды побывал в нокадуне в третьем раунде, еще два раза в четвертом. В пятом раунде на полу оказался Хэй. Уже после того как британец опустился на настил ринга Барретт нанес еще один удар по оппоненту, за что был оштрафован рефери. Через несколько секунд после возобновления боя Хэй в пятый раз отправил Барретта в нокдаун и рефери, не начиная отсчета, остановил бой.

20 июня Хэй должен был провести поединок против чемпиона мира в супертяжелом весе по версиям WBO и IBF украинца Владимира Кличко, однако отказался от боя. По официальной версии из-за травмы спины.

Последний бой. Летом 2009 года Хэй вел переговоры о поединке против Виталия Кличко, однако неожиданно подписал контракт на бой с чемпионом мира по версии WBA в супертяжелом весе россиянином Николаем Валуевым.

Этот поединок состоялся 7 ноября 2009 года в немецком Нюрнберге, продлился все отведенные на него 12 раундов, по итогам которых судьи отдали победу большинством голосов Хэю – 116:112, 116:112, 114:114, который стал новым обладателем титула.

Первую защиту титула Хэй должен провести против обязательного претендента на свой титул американца Джона Руиса. Этот поединок должен состояться в первой половине 2010 года.