Natural de Carvalhosa, uma vila do município de Paços de Ferreira, foi precisamente nos "castores" que Diogo Abreu começou a jogar futebol. Em 2012 deixou os sub-10 pacenses para assinar com o FC Porto, clube onde passou as últimas 10 temporadas, com uma breve passagem para representar a Dragon Force, projecto também ligado aos escalões de formação dos "dragões".

Internacional português em todos os escalões, desde os sub-15 aos sub-19, Diogo Abreu assinou pelo Sporting CP no início de julho de 2022 e não escondeu a felicidade por passar a vestir de verde-e-branco. Afirmou que este seria um passo em frente na sua carreira e mostrou foco na sua evolução, definindo-se como um jogador de equipa com "fome" de sucesso.