Gomes, un lanceur droitier, fait ses débuts dans les majeures avec les Rays de Tampa Bay le , œuvrant deux manches en relève sans accorder de point aux Blue Jays de Toronto[5]. Il est crédité d'une première victoire le contre ses mêmes Blue Jays. Il connaît une bonne saison recrue avec une moyenne de points mérités de 2,92 en 37 manches lancées. Utilisé en relève dans 40 parties, il gagne deux matchs contre une défaite. En septembre, on l'emploie à plusieurs reprises pour lancer la 8emanche et préparer l'entrée dans le match du stoppeurKyle Farnsworth[6]. Il fait ses débuts en éliminatoires dans la Série de divisions opposant les Rays aux Rangers du Texas mais, en trois parties, il accorde deux points en deux manches et un tiers de travail.
Moins efficace au cours des saisons suivantes, Gomes est utilisé sporadiquement par les Rays. En seulement 15 matchs en 2012, sa moyenne s'élève à 5,09 points mérités accordés par partie. En 2013, il affiche une moyenne de 6,52 en 19 manches et un tiers lancées lors de 26 présences en relève, malgré 29 retraits sur des prises et 3 victoires en 4 décisions. Il lance 34 manches en 29 sorties pour Tampa en 2014 et remet une moyenne de points mérités de 3,71. La saison 2015 est de loin celle où il est le plus utilisé par les Rays: en 63 présences au monticule, il œuvre 59 manches et conserve une moyenne de 4,27 points mérités accordés par partie.
De 2011 à 2015, Gomes apparaît dans 173 matchs des Rays. Sa moyenne de points mérités se chiffre à 4,20 en 167 manches lancées au total, avec 144 retraits sur des prises, 11 victoires, 12 défaites et un sauvetage.
Cubs de Chicago
Le [7], Brandon Gomes signe un contrat des ligues mineures avec les Cubs de Chicago[8].