Einst hatte ihn Conn Smythe für die New York Rangers verpflichtet, doch als Smythe nach Toronto zog, nahm er Primeau mit zu den Maple Leafs, wo er auch in der NHL debütierte. Dort führte er die „Kid Line“ als Center an. Sein erfolgreichstes Jahr 1932 krönte er mit seinem einzigen Stanley-Cup-Sieg und als „Gentleman Joe“ gewann er die Lady Byng Memorial Trophy. Der Mann mit den geschmeidigsten Händen der NHL beendete seine Karriere mit 30 Jahren und gründete eine Beton-Fabrik.