Den 19. mai 2017 signerte Fitzpatrick en 1-årig kontrakt med Tampa Bay Buccaneers verdt $3 millioner. I uke 6 mot Arizona Cardinals kom Fitzpatrick på banen etter at Jameis Winston pådro seg en skulderskade i andre kvarter. Han fullførte 22 av 32 pasninger for 290 yards, tre touchdowns og to interceptions i kampen, som Buccaneers tapte 38–33. I uke 9 mot New Orleans Saints kom Fitzpatrick igjen på banen etter at Winston skadet skulderen. Han fullførte 8 av 15 pasninger for 68 yards og en touchdown mens Buccaneers tapte 30–10. Den 6. november annonserte hovedtrener Dirk Koetter at Winston trolig kom til å gå glipp av to uker på grunn av skulderskaden. Fitzpatrick var kampstarter i uke 10 mot New York Jets, og kastet for 187 yards, en touchdown og en interception i en 15–10 seier for Buccaneers. Uken etter kastet han for 275 yards og to touchdowns da Buccaneers slo Miami Dolphins 30–20. Han var også kampstarter da Buccaneers tapte 34–20 mot Atlanta Falcons i uke 12, før Winston returnerte i uke 13. Totalt i sesongen hadde Fitzpatrick 1 103 pasningsyards for syv touchdowns og tre interceptions.