Berasal dari Cuna de Campeones, Daniel Holgado secara bertahap menapaki tangga kejuaraan balap. Pada 2018, ia ambil bagian dalam European Talent Cup, sebuah ajang di mana sang pembalap berhasil podium dan menduduki peringkat ke-11 klasemen akhir. Musim 2019, Holgado berkompetisi di FIM CEV Moto3™ Junior World Championship. Ia menghabiskan tiga tahun dalam feeder series tersebut. Namanya mencuri perhatian saat sukses menyabet gelar juara pada 2021, berkat tiga podium serta lima kemenangan. Pada momen yang sama, ia juga meraih hasil bagus di Red Bull MotoGP™ Rookies Cup, yakni mengklaim peringkat kelima serta ketiga untuk musim 2020 dan 2021. Kemajuannya membuatnya dihargai oleh pencari bakat terkenal, Aki Ajo. Tahun 2022 menandai debutnya dalam Kejuaraan Dunia Moto3™. Podium perdama direngkuhnya di GP Aragon, setelah awal tahun sedikit terhambat karena cedera patah kaki saat pramusim. Pada 2023, Holgado membuat kemajuan signifikan, memenangi putaran pembukaan dan memimpin klasemen Kejuaraan Dunia untuk sebagian besar musim, sebelum kemudian tersendat dalam beberapa balapan terakhir. Dengan total tujuh podium, termasuk tiga kemenangan, pembalap Tech3 itu duduki peringkat kelima klasemen akhir. Ia pun memasuki 2024 sebagai favorit. Holgado mengawali musim dengan kuat, membukukan tiga podium beruntun termasuk satu kemenangan untuk memulai kiprahnya di Kejuaraan. Akan tetapi, ia akhirnya harus puas menjadi Runner-Up. Musim 2025 menandai tahun penting bagi Holgado, seiring langkahnya ke Kejuaraan Dunia Moto2™ bersama Aspar Team. Musim debutnya yang menakjubkan bagi bintang Spanyol ini membuahkan hasil. Ia mencetak kemenangan pertamanya di GP Catalunya, ​​​​lalu mengklaim kemenangan keduanya di GP Jepang. Holgado mengakhiri musimnya dengan podium lainnya serta menduduki peringkat keenam klasemen akhir sebagai Rookie of the Year. Ia masih kembali membela Aspar Team pada 2026.