Danilo Barbosa foi revelado pelo Vasco em 2014, mas realizou apenas nove jogos pelo clube carioca. Com apenas 18 anos, foi vendido para o Braga, de Portugal. Logo em sua primeira temporada pelo novo clube, o brasileiro de destacou, marcando dois gols e dando duas assistências em 28 partidas.
As boas atuações atraíram o interesse do Valencia, que contratou Danilo por empréstimo na temporada 2015/2016. Após 34 aparições pela equipe espanhola, o meio-campista teve breves passagens por Benfica e Standard Liege, da Bélgica, antes de retornar ao Braga.
De volta ao clube português em 2017, o volante encontrou Abel Ferreira, que, na ocasião, havia sido recém-efetivado como treinador. Juntos, ambos participaram da melhor campanha da história no Braga no Campeonato Português, terminando na quarta posição com 75 pontos conquistados.
Durante a temporada 2017/2018, Danilo Barbosa viveu seu melhor momento na carreira. O brasileiro disputou 46 partidas, marcou quatro gols e deu três assistências. O bom desempenho fez com que o brasileiro fosse vendido para o Nice, onde permaneceu durante três temporadas.
Na equipe francesa, o brasileiro não conseguiu manter o alto nível. Foram 49 jogos e somente um gol marcado. Na atual temporada, participou de apenas cinco compromissos.
Conforme antecipado pela Gazeta Esportiva, Danilo Barbosa deve chegar ao Palmeiras em um acordo de empréstimo até o final de 2021, com opção de compra ao final do período de cessão. O atleta deve realizar exames médicos nesta segunda-feira.