Durante l'ultimo anno di contratto con Atlanta, nella stagione 2009–10, Koval'čuk non riuscì a raggiungere un accordo con la proprietà per il prolungamento del contratto. Il general manager Don Waddell offrì due alternative, una della durata di 12 anni per 101 milioni di dollari, l'altra da 7 anni per 70 milioni di dollari, entrambe rifiutate dal giocatore. Piuttosto che vederlo partire come free agent al termine del campionato, la società il 4 febbraio 2010 si accordò per cedere Koval'čuk ai New Jersey Devils. In cambio del russo e del difensore Anssi Salmela giunsero ad Atlanta il difensore Johnny Oduya, i giovani attaccanti Niclas Bergfors e Patrice Cormier ed una scelta al primo turno del Draft 2010. Koval'čuk registrò due assist nel suo esordio con la maglia dei Devils nel successo per 4–3 contro i Toronto Maple Leafs. La stagione disputata a metà fra Atlanta e New Jersey si concluse con 41 reti e 44 assist per un totale di 85 punti.