Después de no ser reclutado en el draft de la NBA de 2013, Cooley se unió a los Houston Rockets para la Liga de Verano de Orlando y a los Memphis Grizzlies para la Liga de Verano de Las Vegas. El 16 de agosto de 2013, firmó con el Trabzonspor de Turquía para la temporada 2013-14.
En julio de 2014, Cooley se unió a los Memphis Grizzlies para la Liga de Verano de Orlando y a los Cleveland Cavaliers para la Liga de Verano de Las Vegas. El 19 de agosto de 2014, firmó con los Utah Jazz. Sin embargo, posteriormente fue renunciado por los Jazz el 22 de octubre de 2014. El 3 de noviembre de 2014, fue adquirido por los Idaho Stampede como jugador afiliado. El 18 de noviembre de 2014, fue desactivado por los Stampede después de lesionarse el pulgar en el partido de apertura de temporada contra los Erie BayHawks el 14 de noviembre. Fue reactivado el 9 de enero de 2015 tras recuperarse de la lesión.
El 24 de febrero de 2015, Cooley firmó un contrato de 10 días con los Utah Jazz. Tras la conclusión de su contrato de 10 días el 6 de marzo, no fue retenido por los Jazz y posteriormente regresó a los Stampede, jugando para ellos esa noche. El 13 de marzo estableció un nuevo récord de juego en la NBA D-League al capturar 29 rebotes contra los D-Fenders de Los Ángeles. Luego fue llamado de nuevo por los Jazz, firmando otro contrato de 10 días con el equipo el 16 de marzo y más tarde firmó un acuerdo multianual con los Jazz el 26 de marzo. El 13 de octubre, fue renunciado por los Jazz.
El 17 de octubre de 2015, Cooley firmó con los Cleveland Cavaliers. Sin embargo, fue renunciado el 23 de octubre después de aparecer en dos partidos de pretemporada. El 16 de noviembre, fue readquirido por los Idaho Stampede. Participó en seis partidos con Idaho, y su última aparición fue el 28 de noviembre. El 4 de diciembre, recibió una compra de contrato de Idaho y firmó para el resto de la temporada con el club español Unicaja de la Liga ACB y la Euroliga.
El 5 de agosto de 2016, Cooley firmó con el club alemán MHP Riesen Ludwigsburg para la temporada 2016-17.
El 29 de julio de 2017, Cooley fue firmado con un contrato de dos vías por los Sacramento Kings de la NBA. Según los términos del acuerdo, para la temporada 2017-18, dividirá el tiempo entre los Kings y su filial de la G-League, los Reno Bighorns.
El 27 de julio de 2018, Cooley firmó un contrato de un año con el club italiano Dinamo Sassari de la LBA.
En julio de 2019, Cooley firmó con los Ryukyu Golden Kings de Japón. Cooley logró 31 puntos y 21 rebotes contra el Niigata Albirex BB el 15 de marzo de 2020. Terminó noveno en anotación con 18,4 puntos por partido y recogió la mejor cifra de la liga, 13,3 rebotes por partido.