Au début 2005, alors qu'il évolue en ligue mineure dans l'organisation des Padres, Hensley est suspendu pour 15 matchs pour usage de stéroïdes[1]. Rappelé des mineures plus tard cette année-là, il fait ses débuts dans les majeures le pour les Padres. Celui qui était lanceur partant[2] dans les rangs inférieurs se montre efficace dans le rôle de lanceur de relève pour San Diego. On fait appel à lui dans 24 parties, mais une seule fois comme partant, et il affiche une moyenne de points mérités d'à peine 1,70 en 47 manches et deux tiers de travail.
En 2006, il est ajouté à la rotation de lanceurs partants de San Diego. Vingt-neuf de ses 37 parties jouées sont dans ce rôle. Il remporte 11 victoires contre 12 défaites avec une moyenne de points mérités de 3,71.
Le à San Diego, Barry Bonds frappe contre Hensley son 755ecircuit en carrière, ce qui lui permet d'égaler le record détenu par Hank Aaron[3].
Des blessures réduisent considérablement la fréquence de ses sorties ainsi que son efficacité au cours des deux années suivantes. En janvier 2009, il signe un contrat avec les Astros de Houston mais ne parvient pas à se tailler un poste avec l'équipe. Il est libéré en avril et se joint environ un mois plus tard aux Marlins de la Floride.
Marlins de la Floride
Après une saison (2009) dans les mineures dans l'organisation des Marlins, il est admis dans le personnel de releveurs de l'équipe en 2010. Il lance 75 manches en 68 sorties au monticule, enregistrant 77 retraits sur des prises. Sa moyenne de points mérités s'avère excellente, à 2,16. Il ravit éventuellement le poste de stoppeur à son coéquipier Leo Núñez[4], responsable de huit avances sabotées entre le début de la campagne et la fin août[5]. Hensley enregistre sept sauvetages durant le mois de septembre, dont son tout premier dans le baseball majeur le dans un gain des Marlins sur les Nationals de Washington[6].
Giants de San Francisco
Hensley signe avec les Giants de San Francisco un contrat pour la saison 2012[7]. En 60 matchs pour les champions de la Série mondiale 2012, Hensley présente une moyenne de points mérités de 4,62 en 50 manches et deux tiers lancées, avec 4 victoires et 5 défaites.