Próbował również występów w MMA (głównie w Japonii), nie odniósł jednak w tej dyscyplinie większych sukcesów (bilans walk 5-5-1). Jego najgłośniejszą walką było starcie z Kazushim Sakurabą podczas gali PRIDE 8 w listopadzie 1999 roku. Mimo że był znacznie lżejszy od Japończyka, przez niemal 30 minut nie ustępował mu pola. W końcu jednak, na niecałe 2 minuty przed zakończeniem pojedynku, Sakuraba zdołał założyć dźwignię na ramię (tzw. kimurę). Chociaż Gracie nie odklepał, jego ręka była wygięta w na tyle niebezpieczny sposób, że sędzia ringowy nakazał rozerwać chwyt i mimo protestów Brazylijczyka ogłosił techniczne poddanie. Tym samym po raz pierwszy od kilkudziesięciu lat członek rodziny Gracie został pokonany w nieamatorskiej walce.

Zawodniczą karierę zakończył oficjalnie 14 września 2011 roku w Manaus, gdy w pożegnalnej walce zmierzył się na zasadach MMA z byłym mistrzem Shooto, Japończykiem Masakatsu Uedą. 45-letni Gracie przegrał przez niejednogłośną decyzję sędziów.