Em 2010, ele se juntou ao Mineiros, mas não conseguiu aparecer em nenhum jogo.[3]
Brasilis
Em 2011, Diego retornou ao seu estado natal, após acertar com um contrato com o Brasilis. Ele fez sua estreia pelo clube em 7 de maio de 2011, em uma derrota por 1 a 0 válida pelo Campeonato Paulista da Segunda Divisão contra seu primeiro clube, o Guaçuano.[4]
Ao final de sua passagem pelo clube, chegou a desistir do futebol e virou estoquista de sapatos por três meses.[5]
Guaçuano
No dia 11 de janeiro de 2012, depois de ter sido titular para o Brasilis, Diego voltou para o Guaçuano.[6] Pelo clube, disputou a Série A3 do Campeonato Paulista e a Copa Paulista.[5] Ele marcou apenas seu primeiro gol na sua carreira em 3 de março de 2013, em um empate em casa por 2 a 2 contra o Sertãozinho.
Em 28 de maio de 2014, foi emprestado ao União São João até ao final do ano para disputar o Campeonato Paulista da Segunda Divisão daquela temporada.[8]
Botafogo-SP
Ao retornar ao Matonense, Diego impressionou o suficiente para garantir um contrato de empréstimo com o Botafogo de Ribeirão Preto em 19 de maio de 2015, apesar de ter sido rebaixado com seu clube anterior.[9]
Ele imediatamente tornou-se titular no clube, ajudando em sua campanha vencedora do Série D de 2015[5]; em 17 de novembro de 2016, ele renovou seu contrato até o final de 2018.[10]
No total, pelo clube foram 50 jogos e três gols marcados.[11]
Santos
Em 29 de maio de 2017, Diego foi contratado pelo Santos, sendo inicialmente designado para a equipe B.[11][12]
No dia 24 de janeiro de 2018, ele foi promovido ao primeiro time pelo novo treinador, Jair Ventura.[13] Diego fez sua estreia pelo Santos em 14 de abril de 2018, substituindo Jean Mota em uma vitória por 2 a 0 contra o Ceará.[14][15] Ele fez sua estréia como titular na Libertadores de 2018 em 24 de maio, em um empate por 0 a 0 contra o Real Garcilaso.[16]
No dia 27 de setembro de 2018, fez seu primeiro gol pelo Peixe, no empate por 1 a 1 diante do Vasco da Gama, no Estádio do Pacaembu em um jogo atrasado da 3ª rodada.[17][18]
Em maio de 2019, renovou o contrato até abril de 2023.[19][20]
Pelo clube, disputou 155 jogos e marcou oito gols.[21]
Kashima Antlers
No dia 21 de janeiro de 2021, foi confirmada a venda de Diego Pituca para o Kashima Antlers, os valores da negociação foi de 1,6 milhões de dólares (8,1 milhões de reais), por 50% dos direitos econômicos do Santos, o jogador se apresentará após o término da temporada 2020–21.[22][23]
Estreou pela equipe em 28 de abril de 2021, quando foi a campo aos 19 minutos do segundo tempo, no empate em 2 a 2 com o Sagan Tosu, pela Copa da Liga Japonesa.[24] Seu primeiro gol pelo clube aconteceu em 28 de junho, na goleada diante do Consadole Sapporo, por 4 a 0.[25]
Em 2023, o jogador foi titular absoluto, assumiu a responsabilidade nas bolas paradas e atuou em mais de uma posição no meio de campo.[26][27]
Ao todo, Pituca disputou 109 partidas com a camisa do Kashima Antlers, marcou oito gols e distribuiu dez assistências.[27]
Retorno ao Santos
Em 20 de julho de 2023, após não renovar com o Kashima Antlers, o Santos anunciou a assinatura do pré-contrato de Diego Pituca a partir de 1 de janeiro de 2024, garantindo um contrato de quatro temporadas no clube.[28][29][30][31]
