O 23 de febreiro de 2018, os Penguins cambiaron a Gustavsson para os Ottawa Senators (xunto a Ian Cole, un 2018
primeira rolda, e unha terceira rolda de 2019) a cambio de Derick Brassard. O 23 de marzo de 2018, Gustavsson foi asignado á filial AHL dos Senadores, os Senadores de Belleville, despois da conclusión da tempada SHL.