Masterton est recruté par les Canadiens de Montréal en 1961. Il ne joue pas pour autant dans la LNH et rejoint dans les ligues mineures les Canadiens de Hull-Ottawa avant d'être recruté par la nouvelle franchise de la LNH en 1967: les North Stars du Minnesota. Il inscrit son premier but dans la LNH le 11 octobre 1967 mais le 13 janvier de la même saison, il meurt au cours d'un match de hockey contre les Seals d'Oakland dans la patinoire Metropolitan Sports Center. Au cours de ce match, il reçoit une mise en échec de la part de Larry Cahan et Ron Harris. Il tombe alors à la renverse sur la glace, la tête en arrière venant frapper la glace. Une grande quantité de sang s'échappe et les médecins ne peuvent l'opérer. Il décèdera deux jours plus tard. Il est le premier joueur de la LNH à mourir de suites directes d'une blessure au cours d'un match. Sa mort aura pour conséquence d'augmenter la volonté des joueurs de la ligue de jouer avec des casques, qui n'étaient pas répandus à cette époque.