Pada tahun 2010, Obi dipromosikan ke tim utama Inter setelah mendapatkan perhatian dari pelatih Jose Mourinho. Meskipun tidak banyak bermain, dia berhasil terdaftar dalam skuad Inter yang memenangkan Liga Champions melawan Bayern Munich. Pada musim panas tahun 2010, Obi secara definitif dipindahkan ke tim utama oleh pelatih Rafael Benitez. Debutnya untuk Inter terjadi pada 29 September 2010 dalam pertandingan grup Liga Champions melawan Werder Bremen. Dia masuk sebagai pemain pengganti pada menit ke-80 dan bermain selama sepuluh menit. Inter berhasil mengalahkan Werder Bremen dengan skor 4-0. Obi juga melakukan debutnya di Serie A pada 17 Oktober 2010 melawan Cagliari, saat dia menggantikan Philippe Coutinho pada menit ke-66. Pertandingan tersebut berakhir dengan skor 1-0 untuk Inter berkat gol dari Samuel Eto'o.
Obi juga bermain dalam pertandingan Supercoppa Italiana melawan AC Milan pada November 2010, tetapi dia harus digantikan setelah hanya 35 menit bermain karena cedera. Pada Januari 2011, Obi dan Nwankwo Obiora dipinjamkan ke Parma dengan sistem co-ownership. Namun, Obi tetap bermain untuk Inter hingga akhir musim, di mana dia tampil dalam 10 pertandingan di liga, dua pertandingan di Coppa Italia, dan satu pertandingan di Liga Champions. Pada musim 2011-2012, Parma menjual 50% hak kepemilikan Obi kembali ke Inter dengan harga €3,2 juta. Dia juga mencetak gol pertamanya di Serie A pada April 2012 melawan Cesena. Musim tersebut terhenti karena cedera yang membatasi partisipasinya.
Setelah pulih dari cedera, Obi kembali bermain untuk Inter pada musim 2012-2013. Dia mencetak gol ke-500 Inter di kompetisi UEFA dalam kemenangan 3-1 melawan Neftchi Baku. Pada September 2013, Obi dipinjamkan ke Parma, tetapi dia kembali ke Inter setelah hanya delapan penampilan. Pada Agustus 2014, Obi kembali bermain untuk Inter dan tampil dalam 17 pertandingan musim tersebut. Pada Juli 2015, dia pindah ke Torino dengan biaya transfer €2,2 juta dan menandatangani kontrak selama empat tahun. Di Torino, Obi mengalami cedera yang mengganggu performanya di awal musim. Secara keseluruhan, Obi telah bermain dalam 71 pertandingan dan mencetak tiga gol untuk Inter.