クリーブランド・キャバリアーズは7月7日（日本時間8日）、ドノバン・ミッチェルと複数年の延長契約を結んだことを発表した。
バスケットボール運営部代表のコビー・アルトマンは、「ミッチェルとの延長契約は球団にとって重要な瞬間となり、持続可能な成功に向けた目標とビジョンを強化するものです」と話している。
「ドノバンはリーグで最もダイナミックなオールNBA選手のひとりであり、彼がクリーブランドとこのコミュニティでバスケットボールの旅を続けると選んでくれ、これ以上うれしいことはありません。我々はNBAで最高のチームになり、最終的に優勝を競いたいと思っており、ドノバンを長期で確保できたのは、その好機につながると感じています」
2023-2024シーズンのミッチェルはキャバリアーズで55試合に出場（全試合先発）。平均35.3分間のプレイで26.6得点をあげ、アシスト（6.1）、リバウンド（5.1）、スティール（1.84）、ブロック（0.55）で自己最多を記録した。ダブルダブル達成は自己最多の6回。通算5回目、キャバリアーズでは2回目のNBAオールスター選出を果たしている。
シーズン平均25.0得点＆5.0リバウンド＆5.0アシスト超、複数シーズンでの平均26.0得点超は、キャバリアーズではレブロン・ジェームズに続く2人目。また、ミッチェルは2018年以来となるキャバリアーズのイースタン・カンファレンス・セミファイナル進出に貢献した。
NBAプレイオフ2024では10試合で平均29.6得点をマーク。単一ポストシーズンでの平均得点としては、球団史上6位の数字だ（出場10試合超）。
ミッチェルは1月のイースタン・カンファレンス月間最優秀選手に選出されており、キャバリアーズではジェームズ（26）に続く2人目。2月5日（同6日）から11日（同12日）の週間最優秀選手にも選ばれた。週間最優秀選手選出3回は、キャバリアーズではジェームズ（42）、カイリー・アービング（4）に続き3位となる。
2022-2023シーズンのキャバリアーズ加入以降、ミッチェルは2シーズンで平均35.6分間出場。平均27.5得点、5.2アシスト、4.6リバウンド、1.62スティールを記録した。平均27.5得点はキャバリアーズ史上最多。2022年1月2日（同3日）、ミッチェルは球団記録の71得点をあげている。70得点超はNBA歴代7人目のことだった。
NBAドラフト2017でデンバー・ナゲッツに全体13位で指名されたミッチェルは、キャバリアーズとユタ・ジャズでの7シーズンで468試合に出場（先発460試合）。平均34.2分間のプレイで24.8得点、4.6アシスト、4.3リバウンドを記録している。2017-2018シーズンにはオールルーキー・ファーストチームに選ばれた。
ポストシーズンでは通算54試合に出場（全試合先発）。平均37.6分間のプレイで28.1得点、5.0アシスト、5.0リバウンド、1.28スティールを記録している。平均28.1得点はマイケル・ジョーダン（33.4）、ルカ・ドンチッチ（31.0）、アレン・アイバーソン（29.7）、ケビン・デュラント（29.3）、ジェリー・ウェスト（29.1）、ジェームズ（28.4）に続く歴代7位の数字だ。