AmateurEdit
Voordat hij aan zijn carrière op de universiteit begon, speelde Hagelin twee seizoenen voor het team van Södertälje SK in de J20 SuperElit. In die periode scoorde hij 44 doelpunten en 51 assists, waarmee hij vijfde werd in punten en doelpunten voor Södertälje, en vierde in doelpunten per seizoen.
Na zijn verhuizing naar Noord-Amerika speelde Hagelin college hockey voor het University of Michigan Wolverines ijshockeyteam van de Central Collegiate Hockey Association (CCHA). Daarmee werd hij de eerste Zweedse ijshockeyspeler die ooit voor de universiteit speelde. Als junior in 2009-10 hielp Hagelin Michigan het CCHA-kampioenschap te winnen en werd hij uitgeroepen tot Academic All-Big Ten. Als senior in 2010-11 won Hagelin de CCHA Best Defensive Forward Award en werd hij benoemd tot het All-CCHA First Team. Hij won ook de CCHA Best Defensive Forward Award en was een finalist voor de CCHA Player of the Year Award voor het seizoen 2010-11, naast het Inside College Hockey 2010-11 All-America Third Team en het AHCA/Old Time Hockey All-American Ice Hockey Team (tweede team, west).
Hagelin werd vervolgens in de zesde ronde, 168e algemeen, geselecteerd door de New York Rangers tijdens de NHL Entry Draft van 2007. Voordat Hagelin bij Michigan speelde, droeg hij het nummer 26, maar toen dat nummer al was ingenomen door collega forward Danny Fardig, wisselde Hagelin naar 12. Hagelin koos later voor het nummer 62 bij de Rangers omdat zowel 12 als 26 al bezet waren, dus wisselde hij de cijfers van zijn oude 26 om en droeg zo 62. Hagelin speelde in 2008 met Zweden in de wereldkampioenschappen ijshockey voor junioren en won zilver.
ProfessioneelEdit
New York RangersEdit
Nadat Michigan in 2011 de NCAA-finale verloor, tekenden de Rangers Hagelin voor een profcontract, waarbij hij bij de toenmalige American Hockey League (AHL) affiliate van de Rangers, de Connecticut Whale, kwam voor de 2011 Calder Cup playoffs. Hij begon het daaropvolgende seizoen 2011-12 voor de Whale.
Hagelin maakte zijn NHL-debuut tegen de Washington Capitals op 25 november 2011, en registreerde een assist op een doelpunt van Brian Boyle voor zijn eerste NHL-punt. Hagelin scoorde de volgende dag zijn eerste NHL-doelpunt tegen doelman Sergei Bobrovsky van de Philadelphia Flyers.
Toen Adam Henrique van de New Jersey Devils zich wegens een blessure terugtrok uit de 2012 NHL All-Star Rookie Showcase, nam Hagelin zijn plaats in en zou deelnemen aan de Fastest Skater challenge tijdens de Skills Competition. Uiteindelijk won hij de competitie door Ottawa Senators rookie Colin Greening te verslaan met de snelste eindtijd ooit genoteerd, 13.218, later verslagen door Jonathan Drouin in 2015. Desalniettemin gaf Hagelin later toe dat Rangers teamgenoot Marián Gáborík misschien een nog snellere schaatser is.
Op 15 april 2012 kreeg Hagelin een schorsing van drie wedstrijden voor het geven van een elleboog aan Ottawa Senators aanvoerder Daniel Alfredsson in het hoofd tijdens New York’s verlies in Game 2 van de Eastern Conference Quarterfinals.
In het seizoen 2014-15 evenaarde Hagelin zijn career-high van 17 doelpunten en voegde 35 punten toe in 82 wedstrijden voor de Presidents’ Trophy-winnende Rangers. Op 24 april 2015 scoorde Hagelin het serie-clinching doelpunt in overtime van Game 5 van de 2015 Eastern Conference Quarterfinals tegen de Pittsburgh Penguins.
Anaheim DucksEdit
Op 27 juni 2015 werd Hagelin, die op 1 juli een restricted free agent zou worden, samen met twee draft picks verhandeld aan de Anaheim Ducks in ruil voor Emerson Etem en een tweede-ronde-selectie in de 2015 NHL Entry Draft, die New York gebruikte om Ryan Gropp te kiezen. Hij tekende later een vierjarig contract bij de Ducks op 14 augustus 2015.
Pittsburgh PenguinsEdit
In het seizoen 2015-16 had Hagelin het moeilijk bij zijn nieuwe club en slaagde hij er niet in om zijn scorende aanwezigheid uit zijn periode bij de Rangers te reproduceren. Met 12 punten in 43 wedstrijden, werd Hagelin op 16 januari 2016 door de Ducks geruild met de Pittsburgh Penguins in ruil voor forward David Perron en verdediger Adam Clendening. Hagelin produceerde vervolgens 27 punten in 37 wedstrijden en hielp de Penguins met zijn snelheid aan een ommekeer halverwege het seizoen. Hij leverde ook een belangrijke bijdrage in de play-offs, scoorde 16 punten op weg naar een 2016 Stanley Cup kampioenschap. Hagelin won opnieuw de Cup in 2017, door de Nashville Predators in zes games te verslaan. Hoewel dat seizoen werd ontsierd door blessures en een lage puntenproductie, scoorde Hagelin wel het laatste doelpunt van de play-offs, een lege netter in game zes, die de 2-0 overwinning bezegelde.
Los Angeles KingsEdit
Op 14 november 2018 ruilden de Penguins Hagelin naar de Los Angeles Kings in ruil voor Tanner Pearson. Hagelin’s tijd bij de Kings was kort en werd ontsierd door blessureleed, waardoor hij beperkt bleef tot slechts 22 wedstrijden met de ploeg.
Washington CapitalsEdit
Op 21 februari 2019 verhandelden de Kings Hagelin aan de Washington Capitals in ruil voor een derde-ronde pick in de 2019 NHL Entry Draft en een voorwaardelijke zesde-ronde pick in de 2020 NHL Entry Draft. De Kings behielden ook 50% van Hagelin’s salaris als onderdeel van de deal.
Op 16 juni 2019 tekenden de Capitals Hagelin opnieuw voor een contractverlenging van vier jaar, $ 11 miljoen met een jaarlijks gemiddelde van $ 2,75 miljoen.