Além de seu trabalho com o Dream Theater, Portnoy também é conhecido por muitos projetos paralelos e tributos à bandas. É membro fundador do Liquid Tension Experiment, uma banda de rock progressivo instrumental, com outros membros do Dream Theater: John Petrucci e Jordan Rudess, juntamente com o baixista Tony Levin. Também é um membro fundador da Transatlantic, um super grupo de rock progressivo, contando com o tecladista/vocalista Neal Morse (ex-Spock Beard), o guitarrista da Flower Kings, Roine Stolt e o baixista da Marillion, Pete Trewavas. Portnoy também gravou, excursionou e tocou ao vivo com Neal Morse, OSI, Hail !, Stone Sour, Fates Warning, Overkill, G3. Chegando também a tocar na banda  Avenged Sevenfold, em lugar do recente falecido baterista da banda, The Rev.

Ao longo dos anos, Portnoy também produziu muitos tributos à bandas como: Beatles, Led Zeppelin, Rush e The Who, permitindo-lhe executar músicas de bateristas que o influenciaram e que estão entre os seus favoritos.