Membre du club Benfica depuis 2021, il s'entraîne sous la guidance d'Alberto Silva, qui a notammnent travaillé avec César Cielo et Tiago Pereira[1]. En 2022, il devient triple champion du monde junior et établit à cette occasion un nouveau record du monde junior du 50 m papillon en 22 s 96.
Diogo Ribeiro remporte la médaille d'argent du 50 m papillon aux championnats du monde 2023 à Fukuoka, arrivant à 12 centièmes du vainqueur Thomas Ceccon, ce qui fait de lui le premier médaillé mondial portugais[2].
Le 12 février 2024, Diogo décroche la médaille d'or du 50 m papillon aux championnats du monde 2024 à Doha avec un chronomètre à 22 s 97. Et, devient ainsi le premier champion du monde portugais[3].
Quelques jours après son premier titre mondial, Diogo décroche une nouvelle médaille d'or sur le 100 m papillon avec un chronomètre à 51 s 17, établissant un nouveau record national de la discipline[4].
