Bachillerato

Diego firmó su primer contrato profesional con el Sporting de Braga desde el que fichó por el Atlético de Madrid en 2006. Ha jugado cedido en Peñafiel,Braga, Celta de Vigo, Albacete, Valladolid y Rayo Vallecano. Con el Atlético de Madrid se proclamó campeón de la Supercopa de Europa en 2010 y 2012 y de laCopa del Rey en 2013. Durante la pretemporada 2010/11 el Atlético de Madrid tenía 4 extranjeros en la plantilla. Las dos primeras plazas estabandecididas pero la tercera deberían disputársela durante la pretemporada Eduardo Salvio y Diego Costa. Finalmente, fue Diego el que se convenció al entrenadorQuique Sánchez Flores y se quedó en el Atlético de Madrid y Salvio el que salió cedido rumbo al Benfica.
Su primera temporada en el Atlético de Madrid nopudo comenzar mejor pues el 29 de agosto de 2010 consiguió su primer título al imponerse en la Supercopa de Europa al Inter de Milán, campeón de la ChampionsLeague, por dos goles a cero.
Durante el resto de la temporada, ante la presencia de Diego Forlán y Sergio Agüero, como delanteros del equipo, Diegotuvo pocas oportunidades. La mayoría de las ocasiones en las que fue titular fue debido a la ausencia de uno de los dos aunque en la última parte de latemporada jugó de titular por delante de Diego Forlán tras la polémica de éste con el entrenador Quique Sánchez Flores.
Su mejor actuación se produjo en unpartido en el campo del Osasuna en el que Diego Costa jugó como único delantero y consiguió anotar un hattrick para dar la victoria a su club por tres a uno.