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Il devient coureur professionnel dans cette équipe en 2010[1]. Durant cette première saison, il remporte le Tour de Münster. En 2011, l'équipe Vacansoleil-DCM acquiert le statut de ProTeam, ce qui lui permet de participer automatiquement à toutes les compétitions du calendrier UCI World Tour. Joost van Leijen remporte cette année-là une étape du Tour de Wallonie, dont il prend la deuxième place du classement général, et termine sixième de l'Eneco Tour, épreuve du World Tour.
En 2012, Joost van Leijen est recruté par l'équipe belge Lotto-Belisol. Souffrant du genou, il est opéré deux fois et absent des compétitions en mars et en avril[2],[3]. En fin de saison 2013, il annonce la fin de sa carrière professionnelle[4].