Wczesna kariera

Zawodowo zadebiutował w mieszanych sztukach walki w 2014 roku. W tym czasie walczył w różnych organizacjach, takich jak Ring of Combat. Przed przejściem do UFC zgromadził bilans 7-2. Obecnie reprezentuje klub Serra Jiu-Jitsu.

UFC

W największej amerykańskiej organizacji zadebiutował 9 grudnia 2017 roku przeciwko Frankie Saenzowi na UFC Fight Night: Swanson vs. Ortega. Wyrównaną walkę ostatecznie przegrał przez niejednogłośną decyzję (2 x 29-28, 28-29).

W następnej walce, która miała miejsce 21 kwietnia 2018 roku na UFC Fight Night: Barboza vs. Lee stanął przeciwko Ricky'emu Simónowi. Przegrał walkę przez poddanie techniczne po ostatnim gongu. Ta walka została nagrodzona bonusem za walkę wieczoru. Jego narożnik odwołał się od wyniku, twierdząc, że pod koniec rundy nie stracił on przytomności. Protest został odrzucony.

15 września 2018 roku na UFC Fight Night: Hunt vs. Oleinik stoczył walkę z Terrionem Ware. Wygrał jednogłośną decyzją sędziowską.

4 maja 2019 roku podczas UFC Fight Night: Iaquinta vs. Cowboy zawalczył z Bradem Katoną. Wygrał walkę jednogłośną decyzją.

W pierwszej walce w 2020 roku, którą stoczył 15 lutego na UFC Fight Night 167 zmierzył się z Caseyem Kenneyem. Kolejny raz zwyciężył jednogłośnie na pełnym dystansie trzech rund.

13 czerwca 2020 roku na gali UFC on ESPN: Eye vs. Calvillo miał zmierzyć się z Rayem Borgiem, jednak dwa dni wcześniej poinformowano, że Borg wycofał się z walki i został zastąpiony przez debiutującego w organizacji Gustavo Lopeza. Pojedynek, który zwyciężył jednogłośnie Gruzin odbył się w limicie umownym do 140 funtów.

15 sierpnia 2020 roku na UFC 252 stoczył walkę z Johnem Dodsonem. Zwyciężył u wszystkich sędziów punktowych w stosunku 30-27, odnosząc piąte zwycięstwo z rzędu.

Oczekiwano, że w kolejnej walce zawalczy z Codym Stamannem 5 grudnia 2020 roku na gali UFC on ESPN 19. 22 października ogłoszono natomiast, że Stamann wycofał się z występu z nieujawnionych powodów, a jego miejsce zajął Raoni Barcelos. Do występu Brazylijczyka nie doszło jednak z powodów zdrowotnych związanych z jego ostatnią walką, która odbyła się 7 listopada. Walka pomiędzy Dwaliszwilim i Stamannem została przełożona na przypadającą 6 lutego 2021 roku galę UFC Fight Night 184. Z kolei w połowie stycznia Dwaliszwili został zmuszony do wycofania się z walki ze względu na zmagania się z powikłaniami po Covid-19, a zastąpił go Andre Ewell. Po pozytywnym wyniku testu na Covid-19 Ewell został wycofany z występu i zastąpiony przez debiutującego Askara Askara, a walka miała odbyć się w wadze piórkowej. W dniu wydarzenia Askar nie uzyskał zgody lekarskiej i walka została odwołana. Walka pomiędzy Dwaliszwilim i Stamannem została ponownie przełożona, tym razem na galę UFC on ESPN: Reyes vs. Procházka mającej miejsce 1 maja 2021 roku. Gruzin wygrał walkę jednogłośną decyzją (2 x 29-28, 30-27).

Następnie zmierzył się z Marlonem Moraesem 25 września 2021 roku na UFC 266. W walce zamykającej kartę wstępną gali zwyciężył przez techniczny nokaut w drugiej rundzie. To zwycięstwo przyniosło mu nagrodę bonusową za występ wieczoru.

Podczas gali UFC 278, która odbyła się 20 sierpnia 2022 roku skrzyżował rękawice z byłym mistrzem UFC w wadze piórkowej, José Aldo. Dopisał do swojego rekordu ósme zwycięstwo z rzędu, jednogłośnie wypunktowując rywala

W walce wieczoru gali UFC Fight Night: Yan vs. Dvalishvili, która odbyła się 11 marca 2023 roku zmierzył się z byłym mistrzem UFC w wadze koguciej, Piotrem Janem. Zdominował na pełnym dystansie faworyzowanego rywala, odnosząc zwycięstwo przed jednogłośną decyzję. W tej walce pobił również rekord UFC w liczbie prób obalenia w historii organizacji, notując 49 prób.

17 lutego 2024 roku na gali UFC 298 zmierzył się z byłym mistrzem UFC w wadze muszej i koguciej, Henrym Cejudo. Wygrał przez jednogłośną decyzję sędziów.