Diogo Moreira adalah salah satu dari sejumlah wajah baru yang bergabung dengan sirkuit Kejuaraan Dunia pada 2022. Penampilan impresif pembalap Brasil di Red Bull MotoGP™ Rookies Cup mengantarkannya mengklaim peringkat keenam secara keseluruhan untuk musim 2021, berkat satu kemenangan dan empat podium. Dia bergabung dengan MT Helmets – MSi bersama Ryusei Yamaka dalam tahunnya sebagai rookie Moto3™. Moreira tidak membutuhkan banyak waktu untuk beradaptasi. Sang pembalap berhasil finis enam besar dalam dua dari tiga balapan pertamanya. Ia pun bertengger pada peringkat kedelapan klasemen akhir, serta dinobatkan menjadi Rookie of the Year 2022. Tahun 2023, ia tetap bersama MT Helmets – MSI, dan pembalap Brasil itu muncul sebagai calon penantang gelar. Namun, hasil ini menjadi makin langka baginya seiring berjalannya musim. Sang pembalap hanya mendapatkan tiga kali posisi tiga besar sepanjang tahun. Kendati begitu, ia mengklaim kemenangan luar biasa di Indonesia, yang pertama dalam karier balap Grand Prix. Pada 2024, ia naik kelas ke Moto2™ bersama Italtrans Racing Team dan menjalani musim perdana yang mengesankan. Finis posisi ke-14 setelah mengamankan hasil terbaiknya di GP Solidaritas dan meraih gelar Rookie of the Year Moto2™. Musim 2025 sangat luar biasa karena Moreira mencetak kemenangan Grand Prix pertamanya, sekaligus membalikkan defisit 61 poin untuk merengkuh titel Moto2™ pada putaran terakhir GP Valencia. 4 Kemenangan, sejarah tercipta dan debut MotoGP bersama Honda LCR bagi sang rookie yang bakal menggunakan nomor #11 pada musim 2026.