El alemán Florian Mayer consiguió los primeros puntos ATP de su carrera deportiva en el año 2001, en un torneo de promesas de su país en el que llegó hasta segunda ronda.
En la temporada siguiente, jugó principalmente torneos de este tipo, teniendo un registro de 16-10. También jugó cinco Challengers (1-4). Terminó la temporada llegando a las semifinales en dos torneos de promesas en España, y a la final ante Nadal en otro más, en el mismo país.
En 2003, llegó a la final en un torneo de futuras promesas en Portugal, y ganó su primer título Challenger en San Petersburgo ante Mertinak. También ganó un torneo de promesas, el primero, en España ante Navarro Pastor, y llegó a semifinales en otro más. Sus registros fueron de 18-8 en promesas y 13-8 en Challengers.
En 2004, saltó 200 puestos en la clasificación ATP. Consiguió un registro de 13-4 en Challenger, y un título. En su primer año en ATP, alcanzó un registro de 19-19, con dos semifinales y dos cuartos de final. Cayó en segunda ronda del Open de Australia ante Nalbandian. Perdió ante Tabara la final del Challenger de Wolfsburg.
Ganó el Challenger de México ante A. García, y un mes después llegó a semifinales de Estoril, pero perdió ante Chela. Debutó en el Masters de Hamburgo, y perdió en tercera ronda ante Youzhny. Llegó a semifinales del Challenger de Braunschweig, y debutó en Wimbledon consiguiendo llegar a cuartos de final, donde le paró los pies Grosjean.
Su mejor resultado del resto de la temporada fue llegar a cuartos en Kitzbnhel, y a semifinales en Bucarest. Debutó en la Copa Davis, en los playoffs, ante la República Checa, y perdió sus dos partidos ante Hrbaty y Kucera. Sus marcas fueron de 12-8 en tierra batida, 3-8 en cemento y 4-2 en hierba. Sus ganancias fueron de más de 400.000 dólares.
Fue nombrado Novato del Año de la ATP en 2004.
El joven alemán ha cerrado otra gran temporada este 2005, finalizando de nuevo entre los cien primeros y ganando 21 partidos. Llegó a tercera ronda del Masters de Miami, cayendo ante Dent. En el Campeonato del Mundo ayudó a Alemania a llevarse su cuarta copa, ya que ganó ante Ferrer.
En hierba, perdió en segunda ronda ante Federer en Halle; y en tercera de Wimbledon ante el español Ferrero. En tierra batida, llegó a tercera ronda en Kitzbuhelm y a la final en Sopot, pero perdió ante Monfils. Debutó en el Open de Estados Unidos con derrota ante Yuozhny.
Su mejor resultado del resto de la temporada fue llegar a cuartos en Bucarest. En dobles, llegó a la final de Munich junto a Waske.
Mayer ha terminado 2007 en el Top 75 por cuarta temporada, realizando en esta campaña grandes logros, como su presencia en cuatro cuartos de final.
Su mejor resultado fue terminar el Open de Australia en tercera ronda (perdió ante Haas). Tras este torneo llegó a cuartos en Delray Beach (perdió ante Blake) y también cuartos en Rótterdam (perdió ante Ljubicic).
Tiene una media de 12-4 en los torneos disputados; en el mes de mayo consiguió por primera vez alcanzar la final de Dresden (perdió ante Schukin). En tierra batida llegó también a la final de Prostejov (perdió ante Roitman), y la final de Braunschweig, perdió ante Hernández; además, avanzó hasta los cuartos de Halle.
Llegó a segunda ronda y ganó al número tres del mundo, Davydenko, para después perder con Baghdatis; en los cuartos de Sopot perdió ante Acasuso.
Su media ante los 10 primeros clasificados ha sido de 1-2. En pista dura, 10-12; en tierra batida 5-11; y sobre hierba 3-2.