Im März 2015 gaben ihn die Rangers samt John Moore und zwei Entry-Draft-Wahlrechte (zweite Runde 2015 und erste Runde 2016) an die Arizona Coyotes ab und erhielten im Gegenzug Keith Yandle, Chris Summers und ein Viertrunden-Wahlrecht für den Draft 2015. Auch als Coyote verblieb Duclair vorerst bei den Remparts, mit denen er als gastgebende Mannschaft am Memorial Cup 2015 teilnahm. Zu Beginn der Saison 2015/16, in der er altersbedingt nicht mehr in der LHJMQ hätte spielen dürfen, konnte er sich im NHL-Aufgebot der Coyotes etablieren. Dort erzielte er in seiner ersten kompletten NHL-Saison 44 Scorerpunkte, konnte diese Leistungen allerdings in der Folge nicht bestätigen und wurde im Januar 2018 samt Adam Clendening an die Chicago Blackhawks abgegeben. Die Coyotes erhielten dafür Richard Pánik und Laurent Dauphin. In Chicago beendete er die Spielzeit 2017/18, erhielt von den Blackhawks allerdings keinen weiterführenden Vertrag.