Su historia de superación contra el cáncer, su vinculación con el ciclismo y gracias al medico Óscar Celaya, Markel Irizar fichó por el Radioshak de Lance Armstrong en el año 2010, dando el visto bueno Johan Bruyneel. Fue uno de sus gregarios de referencia y disputó su primer Tour de Francia en 2011, el último año como profesional de Armstrong. Permaneció en la estructura del RadioShack hasta 2013 donde compartió equipo con jefes de filas como Fabian Cancellara, los hermanos Schleck o Levi Leipheimer y con jóvenes promesas del momento como Jakob Fugslang, Michal Kwiatkowski o George Bennett. Y fue en la filas del RadioShack cuando consiguió sus únicos triunfos como profesional: la general de la Vuelta a Andalucía(2011) y una etapa en el Tour de Poitou Charentes (2010).
Fue entonces, 2013, cuando decidió fichar por su último equipo, el Trek Facroty Racing que pronto se pasó a denominar Trek Segafredo, y donde corrió seis campañas: desde la temporada 2014 a la 2019, coincidiendo con ciclistas como Alberto Contador, el propio Fabian Cancellara, Richie Porte o Bauke Mollema. Markel siempre tuvo claro que tenía que centrarse en algo para ser bueno y fue práctico, asumiendo el rol de gregario durante sus 16 campañas. Markel ha disputado cinco Giros de Italia, seis Tours de Francia y diez Vueltas a España, siendo su mejor resultado en una grande el 74º en el Giro de Italia de 2008. Puso fin a su carrera profesional el pasado 3 de agosto de 2019, con la disputa de la Clásica de San Sebastián.