Он выступает в профессиональном ММА с 2010 года, а в мае 2015-го дебютировал в сильнейшей лиге мира.
Путь к чемпионскому поясу UFC занял у Махачева несколько лет. 22 октября 2022 года на турнире UFC 280 в Абу-Даби он встретился с бразильцем Чарльзом Оливейрой в бою за вакантный титул в легком весе. Махачев победил удушающим приемом во втором раунде и впервые стал чемпионом UFC.
После завоевания пояса россиянин четыре раза успешно защитил титул. Среди его соперников были Александр Волкановски, Дастин Порье и Ренато Мойкано. В январе 2025 года Махачев в очередной раз отстоял чемпионство, победив Мойкано удушающим приемом в первом раунде. В мае того же года он освободил пояс легкого дивизиона.
В ноябре 2025 года Махачев поднялся в полусредний вес и встретился с действующим чемпионом Джеком Делла Маддаленой на турнире UFC 322 в Нью-Йорке. Россиянин выиграл единогласным решением судей и завоевал чемпионский пояс во второй весовой категории. Так он вошел в число бойцов UFC, которым удалось стать чемпионами в двух дивизионах.
К 35-летию Ислам Махачев подошел в статусе действующего чемпиона UFC в полусреднем весе. Его карьера стала примером того, как многолетняя работа в смешанных единоборствах может привести к вершине сразу в двух дивизионах.