26.6.2015 Palmieri vaihdettiin kotikaupunginsa New Jersey Devilsiin - vastineeksi toisesta ja kolmannesta kierroksesta
2015 NHL:n pelivuoro. 7. heinäkuuta 2016 Palmieri allekirjoitti viiden vuoden sopimuksen jäädäksensä Devilsiin. 19. tammikuuta 2019 Palmieri nimitettiin ensimmäiseen All Star -otteluun, jossa hän korvasi tiimikaverinsa Taylor Hallin, koska tämä kärsi loukkaantumisesta.