Fez parte da primeira seleção brasileira completa a disputar uma edição olímpica, nos Jogos de Atenas, repetindo a presença nas edições seguintes, nas Olimpíadas de Pequim e Olimpíadas de Londres. Daiane possui ainda dois movimentos nomeados após ser a primeira ginasta no mundo a realizá-los: o duplo twist carpado, ou Dos Santos I, e a evolução deste primeiro: o duplo twist esticado, ou Dos Santos II.

Daiane iniciou-se tardiamente na modalidade, aos onze anos, quando a média é aos seis, começou a treinar na AACETE (Associação dos Amigos do Centro Estadual de Treinamento Esportivo), passando depois ao Grêmio Náutico União. Em 1999 conquistou suas primeiras medalhas na categoria sênior, ao competir no Pan-americano de Winnipeg: prata no salto e bronze por equipes. Dois anos mais tarde, disputou seu primeiro mundial, o Campeonato de Gante, na Bélgica.
Nele, encerrou em quinto lugar na final do solo.

Em 2003, aos vinte anos, mudou-se para a cidade de Curitiba e tornou-se novamente a medalhista de bronze por equipes no Pan-americano de Santo Domingo. Na sequência, competindo no Mundial de Anaheim, na Califórnia, conquistou a primeira medalha de ouro brasileira desta competição. Na final do solo, superou a romena Catalina Ponor e a espanhola Elena Gómez, executando, pela primeira vez, o movimento que recebeu seu nome, o duplo twist carpado ou Dos Santos I, desenvolvido com o auxílio do técnico Oleg Ostapenko, seu treinador até então.

No ano seguinte conquistou medalhas em etapas da Copa da Mundo e, lesionada, disputou as Olimpíadas de Atenas, na qual compareceu à final do solo e encerrou na quinta colocação. Apesar de não conquistar medalha, ao som de Brasileirinho, performou seu segundo movimento, intitulado Dos Santos II, a variação esticada do primeiro. No ano seguinte, conquistou medalhas em novas etapas da Copa do Mundo, embora não tenha conseguido tornar-se bicampeã do solo, na final realizada em Melbourne.

Em 2006, adotou uma nova rotina e uma nova música, Isto aqui o que é?, de Ari Barroso. Com ela conquistou medalhas em outras etapas da Copa. No Mundial de Aarhus, na Dinamarca, seguiu à final do solo e encerrou na quarta colocação. No fim do ano, em mais uma final de Copa do Mundo, a ginasta competiu novamente no solo e conquistou seu segundo ouro desta competição, ao superar ginastas como Cheng Fei e Elena Zamolodchikova. Em 2007, lesionada no tornozelo, disputou os Jogos Pan-Americanos do Rio de Janeiro e terminou como medalhista de prata, superada pela equipe norte-americana.

Ainda em 2007, a ginasta participou do projeto Raízes Afro-brasileiras, que revela a porcentagem da ancestralidade de um indivíduo, e descobriu ter uma porcentagem de ascendência europeia maior que a africana. Na ocasião a atleta declarou que o importante era a brasilidade de todos. No ano seguinte, disputou os Jogos de Pequim, o segundo da carreira, no qual foi à duas finais. Por equipes, a atleta, junto a suas companheiras, foi à primeira final coletiva na história da modalidade do Brasil, e encerrou a competição na oitava posição.

Individualmente, foi a sexta colocada na final do solo. Em outubro, submeteu-se a uma cirurgia no joelho direito para alinhar a perna, desviada engularmente em dez graus. Em 2012 após a competição de Londres, na qual teve o melhor desempenho da equipe brasileira e encerrou na 17ª posição ainda na fase classificatória.

Após uma cirurgia no joelho, decidiu abandonar a ginástica artística e agora se dedica a ser empresária, promovendo projetos para atletas de alto investimento e a cultura do esporte.