Zetterberg blev udvalgt af Detroit Red Wings som nummer 210 i den syvende runde af
1999 NHL Entry Draft. Detroit var under kritik på det tidspunkt for at "låne sin fremtid", at bytte mange af sine tidligere valg i 1999 Draft. Efter at have spillet for Timrå IK i den svenske Elitserien i sæsonerne 2000-01 og 2001-02, underskrev Zetterberg sin entry-level kontrakt den 16. maj 2002. Zetterberg kom til Detroit for at spille sin rookie sæson i NHL i 2002-03 sæsonen.