Orndorff firmò con la World Wrestling Federation alla fine del 1983 e debuttò nel gennaio 1984 con “Rowdy” Roddy Piper come manager. Piper soprannominò Paul Orndorff “Mr. Wonderful”, un soprannome che ha usato da allora. Orndorff fece il suo debutto nella WWF contro Salvatore Bellomo la sera in cui Hulk Hogan sconfisse The Iron Sheik per il WWF World Heavyweight Title e “Hulkamania was born”, il 23 gennaio 1984 al Madison Square Garden. Orndorff divenne una delle prime persone a sfidare il titolo mondiale, scattando direttamente nel main event meno di un mese dopo il suo debutto. Hogan si sbarazzò dello sfidante e andò avanti, mentre Orndorff combatté una varietà di avversari tra cui il campione intercontinentale Tito Santana. Quando Piper assalì Jimmy Snuka sul set di Piper’s Pit, Orndorff (così come Bob Orton, Jr.) assistette il Rowdy One nei suoi combattimenti. Orndorff e Piper affrontarono spesso Snuka e “The Tonga Kid” nella competizione tag team.
Poco dopo la fine del 1984, l’aggressione di Roddy Piper a Cyndi Lauper (kayfabe) portò Orndorff e Piper in rotta di collisione con Hulk Hogan e Mr. La faida di Hogan con Piper significò anche che Orndorff fu spinto di nuovo nel quadro del main event; sconfisse Tony Atlas a The War to Settle the Score e poi giocò una parte nel main event. Le conseguenze di The War to Settle the Score portarono alla creazione di WrestleMania, con Hogan e Mr. T (sostenuti da Jimmy Snuka) che affrontarono “Rowdy” Roddy Piper e Paul Orndorff nel main event. L’interferenza di Orton alla fine del match si ritorse contro di lui quando colpì accidentalmente Orndorff con il gesso al braccio, permettendo a Hogan di bloccare Orndorff e vincere il match per la sua squadra. Incolpando Orndorff per la perdita, Piper e Orton lo attaccarono nella prima puntata di Saturday Night’s Main Event. Più tardi nella serata, Orndorff corse sul ring per pareggiare le parti quando Piper e Orton si stavano preparando al double team di Hulk Hogan. Solidificò il suo status di babyface licenziando pubblicamente il manager Bobby Heenan poco dopo.
Orndorff e Hogan iniziarono a fare squadra per feud con Piper e Orton, affrontandoli in competizioni tag team in tutto il paese. La faida di Orndorff con Piper e Orton continuò ad infuriare mentre Hogan iniziò a difendere il suo titolo contro altri contendenti; Orndorff affrontò sia Orton che Piper in competizioni individuali, di solito senza un risultato conclusivo. Dopo aver licenziato Bobby Heenan come suo manager, il Cervello mise una taglia di 25.000 dollari su Orndorff, pagabile a chiunque potesse ferirlo. Quando nessuno ci riuscì, Heenan alzò la taglia a 50.000 dollari. Uno dei primi uomini a cercare di rivendicare il nuovo e più alto bonus fu proprio Roddy Piper, ma i loro incontri sfuggirono talmente di mano che Bruno Sammartino fu nominato come arbitro speciale nella speranza di mantenere la pace. Invece di mantenere la pace, Sammartino divenne un bersaglio per Orton e Piper, il che portò Orndorff e Sammartino a fare squadra. Orndorff fece squadra con una varietà di avversari nei suoi combattimenti con Piper e Orton, incluso André the Giant. Nel febbraio 1986, Bobby Heenan utilizzò un match tra Hulk Hogan e Don Muraco come un’opportunità per far attaccare Hogan da King Kong Bundy, preparando il loro match di WrestleMania 2. Mentre Hogan combatteva Bundy, Orndorff lottò contro Don Muraco in un match che si concluse con un doppio count out.
Le frustrazioni di Orndorff furono ulteriormente alimentate da Adrian Adonis, che colse ogni occasione possibile per deridere Orndorff (anche riferendosi a lui come “Hulk Jr.”), dicendo che si era rammollito dopo aver fatto squadra con Hogan. Adonis continuò ad irritare Orndorff, arrivando a sfidare Paul Orndorff a dimostrare quanto fosse stretto il suo rapporto con Hulk Hogan. Durante una telefonata televisiva a Hulk Hogan, a Orndorff fu detto che Hogan era troppo occupato ad allenarsi per venire al telefono, cosa che aggravò Orndorff a non finire. La volta successiva che Hogan e Orndorff fecero squadra, contro i Moondogs, Orndorff lottò la maggior parte del match da solo nel tentativo di mettere in ombra Hogan, ottenendo il pin vincente. La settimana successiva, durante un tag match in cui Hogan e Orndorff affrontarono il massiccio duo formato da Big John Studd e King Kong Bundy, Hogan e Orndorff si scontrarono accidentalmente e Hogan fece cadere Orndorff dall’apron. Quando Studd e Bundy iniziarono a fare il double team con Hogan, Orndorff non diede una mano; sembrava che si fosse ferito l’occhio nella collisione. Fu solo quando Studd e Bundy ebbero Hogan in una posizione compromessa che Orndorff rientrò sul ring per respingere Studd e Bundy. Orndorff aiutò poi Hogan ad alzarsi in piedi e alzò la mano in aria e diede a Hogan una clothesline seguita da un piledriver.
Orndorff si riunì presto con il manager Bobby Heenan e ancora una volta feudò con Hulk Hogan, incluso un memorabile match all’aperto a Toronto che attirò circa 76.000 fan. Dopo una serie di incontri senza un risultato pulito fu deciso che Hogan e Orndorff si sarebbero scontrati in un steel cage match a Saturday Night’s Main Event. Il cage match vide sia Orndorff che Hogan scavalcare la cima della gabbia e toccare il pavimento nello stesso momento. Dopo aver rivisto il filmato fu deciso che era un pareggio e il match fu ricominciato. Una volta ricominciato il match, Hogan uscì facilmente dalla gabbia per vincere il match dopo un leg drop, ponendo fine alla loro faida. La loro faida lunga sei mesi è una delle faide più notevoli (e redditizie) nella storia del wrestling professionistico.
Durante la faida con Hogan, Orndorff si ferì gravemente al braccio destro in un incidente di sollevamento pesi. Poiché era nel bel mezzo della sua corsa ai grandi guadagni con Hogan, non volle prendersi il tempo necessario per sottoporsi all’intervento chirurgico per curarlo adeguatamente, optando invece per continuare a lottare. Dopo che il programma con Hogan finì, Orndorff lavorò un programma ridotto per alcuni mesi prima di essere costretto a prendersi un po’ di tempo libero a causa dell’infortunio. Mentre Orndorff era lontano dalla WWF, Bobby Heenan portò un nuovo uomo “Ravishing” Rick Rude per prendere il posto di Orndorff nella Heenan Family. Orndorff tornò sul ring appositamente per licenziare Bobby Heenan e per fare una faida con Rick Rude. Orndorff prese Oliver Humperdink come suo manager nella sua lotta con Rude e Heenan. L’ultima “grande” apparizione di Orndorff fu all’inaugurale Survivor Series il 26 novembre 1987, dove fece squadra con Hulk Hogan, Bam Bam Bigelow, Ken Patera e Don Muraco per affrontare Andre the Giant, la One Man Gang, King Kong Bundy, Rick Rude e Butch Reed. All’inizio del match, Rude eliminò Orndorff con un roll-up.
Come risultato dell’infortunio da sollevamento pesi e del fatto che Orndorff non fu mai operato per correggere l’infortunio, il suo braccio destro è visibilmente più piccolo e meno muscoloso del sinistro.
Paul Orndorff si ritirò all’inizio del 1988 a causa del suo infortunio al braccio e si concentrò sulla gestione della sua sala da bowling a Fayetteville. Durante il suo periodo di assenza dallo sport gli fu riferito che era morto; la storia finì su diversi giornali. La pausa fu dovuta all’infortunio al braccio e al collo che subì durante la faida con Hogan e che non fu curato per troppo tempo. Con il tempo libero, Orndorff si riprese e iniziò ad allenarsi, ristabilendo il fisico che gli aveva fatto guadagnare il soprannome di “Mr. L’unica differenza era che il suo braccio destro era notevolmente più piccolo e indebolito a causa di un infortunio al collo che causò danni ai nervi e alla fine l’atrofia del suo bicipite destro.
Nel 1990 Orndorff tornò allo squared circle, lottando una serie di match contro Kerry Von Erich nel circuito indipendente. Nella primavera del 1990 Orndorff firmò con la World Championship Wrestling, debuttando come membro di un gruppo chiamato “Dudes with Attitudes” composto da lui stesso, Sting, Lex Luger, Junkyard Dog e The Steiner Brothers. I Dudes appoggiarono Sting nella sua lotta con i Four Horsemen. A Clash of the Champions XI Orndorff sconfisse Arn Anderson e al Great American Bash 1990, Orndorff fece squadra con Junkyard Dog e El Gigante per sconfiggere Arn Anderson, Barry Windham, e Sid Vicious per squalifica. Orndorff rimase con la WCW fino all’autunno del 1990.
Orndorff tornò in WCW alla fine del 1992. Nel gennaio 1993 affrontò Cactus Jack, con il vincitore che fu il sostituto scelto dal manager Harley Race per un Rick Rude infortunato a Clash of the Champions. Race assistette Orndorff nel match e fu subito raggiunto da Vader nel suo attacco a Cactus Jack. Dopo il match, Race dichiarò che Paul Orndorff era il suo uomo scelto. Orndorff fu bloccato da Cactus Jack in un successivo Thunderdome match; i due ebbero un’intensa faida, compreso un Falls Count Anywhere match a SuperBrawl III, che Cactus Jack vinse.
Dopo che la faida con Cactus si raffreddò, “Mr. Wonderful” mise gli occhi sul vacante WCW World Television Championship. Orndorff si iscrisse ad un torneo di 16 uomini battendo 2 Cold Scorpio, Cactus Jack, Johnny B. Badd, e poi Erik Watts in finale per vincere il suo primo titolo WCW. Orndorff, il campione TV, e Rick Rude, l’U.S. Champion, iniziarono a fare squadra regolarmente, compresa una vittoria in PPV su Dustin Rhodes e Kensuke Sasaki a Slamboree. Durante questo periodo Orndorff respinse anche le sfide, tra gli altri, di Ron Simmons e Marcus Alexander Bagwell, mantenendo il suo titolo Television con ogni mezzo necessario. Orndorff sconfisse Bagwell in modo controverso, usando la seconda corda per fare leva durante il pinfall. I due avrebbero poi proseguito il feud per il WCW World Tag Team Title. Il regno del World TV Title di Orndorff incluse anche una sconfitta per squalifica contro Johnny B Badd, dopo che Maxx Payne interferì violentemente. Questo portò ad una breve alleanza di tag team a sei uomini tra Orndorff, Payne e Chris Benoit. Il 18 agosto 1993, la fortuna di Orndorff si esaurì quando Ricky Steamboat vinse il titolo a Clash of the Champions XXIV. Dopo aver sfidato senza successo Ricky Steamboat per tutto l’autunno e l’inverno del 1993, era tempo di cambiare passo.
Dopo il ritiro Orndorff iniziò a gestire la WCW Power Plant, dove allenò diversi wrestler tra cui i Natural Born Thrillers. Durante questo periodo ebbe un breve ruolo sullo schermo negli Old Age Outlaws con Terry Funk, Arn Anderson, e Larry Zbyszko per feudare con l’ultima incarnazione WCW dell’nWo.
Il 3 febbraio 2005, Orndorff fu annunciato come uno degli induttori per la Classe del 2005 nella WWE Hall of Fame. Fu indotto il 2 aprile all’Universal Amphitheatre di Los Angeles, California da Bobby “The Brain” Heenan. Più tardi nella notte, durante l’induzione di Hulk Hogan, Orndorff fu visto chiaramente non applaudire quando Hogan salì sul palco.