Firmó su primer contrato profesional el 22 de febrero de 2014.

Su progresión en el equipo bético le sirvió para que el 26 de abril de 2014, con tan solo diecisiete años, debutara en la Primera División Española, en el partido contra la Real Sociedad de San Sebastián, convirtiéndose en el tercer canterano más joven en debutar con el primer equipo del Real Betis Balompié, por detrás de Álvaro Vadillo y Manuel Palomino.

En la siguiente temporada comenzó jugando con el equipo filial, el Real Betis “B” de la Segunda División “B”, aunque posteriormente se asentó en el primer equipo, que ese año militó en la Segunda División Española. Ese año llegó a disputar 33 encuentros en los que anotó 5 tantos y se convirtió en uno de los referentes del equipo. Sus actuaciones ayudaron a que en esa temporada el equipo ascendiese nuevamente a la máxima categoría.

Ya asentado en el primer equipo del Real Betis Balompié, disputó 69 partidos en las siguientes dos temporadas para un balance total de 105 partidos jugados en su etapa bética, en los que llegó a anotar un total de 7 goles.

En 2017, gracias a sus grandes actuaciones su gran futuro y juventud le hicieron fichar por el Real Madrid Club de Fútbol en un contrato por 6 temporadas.

El 23 de septiembre de 2017 anotó sus dos primeros goles oficiales con el club blanco en el partido de liga frente al Club Deportivo Alavés, en un partido que finalizó con victoria del Real Madrid por 1 a 2.

Esa misma temporada, el 26 de Mayo de 2018, se proclamó campeón de la UEFA Champions League en Kyev (Ucrania), en un partido en el que el Real Madrid venció por 3 a 1 al Liverpool. En sus dos primeras temporadas en el conjunto blanco consquitó 2 Mundiales de Clubes de la FIFA, 1 Supercopa de Europa y 1 Supercopa de España.

El 25 de julio de 2019 se hizo oficial la cesión de Dani al Arsenal para la temporada 2019-2020. El 11 de agosto debutó en partido oficial con la camiseta del conjunto gunner en la victoria ante el Newcastle por 1 a 0 en el Arsenal Stadium. El 3 de Octubre de 2019 anotó su primer gol con el conjunto de los gunners contra el Standar de Lieja en partido de fase de grupos de la UEFA Europa League. Esta temporada se proclamó campeón de la FA Cup, siendo un jugador determinante para lograr el objetivo.

En la temporada 2020-2021, Dani Ceballos jugó cedido en el Arsenal. El centrocampista sevillano disputó un total de 40 partidos, con 2 goles y 3 asistencias.

Ceballos fue un jugador importante para el Arsenal, especialmente en la segunda mitad de la temporada. El centrocampista sevillano ayudó al equipo a clasificarse para la Europa League.

Dani Ceballos regresó al Real Madrid en julio de 2021, tras dos temporadas cedido en el Arsenal. El centrocampista sevillano firmó un contrato de cinco temporadas con el club blanco.

Ceballos tuvo un buen comienzo de temporada, jugando regularmente en el centro del campo junto a Toni Kroos y Luka Modric. Sin embargo, una lesión en el tobillo le apartó de los terrenos de juego durante varios meses.

En total, Ceballos disputó 25 partidos en la temporada 2021-2022, con dos goles anotados. El Real Madrid ganó la Liga de Campeones, la Supercopa de España y la Copa del Rey.

En la temporada 2022-2023, Ceballos volvió a ser un jugador importante para el Real Madrid. El centrocampista sevillano disputó 40 partidos, con dos goles y tres asistencias. En 2022, Ceballos fue nombrado uno de los 50 mejores futbolistas jóvenes del mundo por The Guardian.

Ceballos fue clave en la consecución de la Liga de Campeones, la Supercopa de Europa y el Mundial de Clubes. El Real Madrid también ganó la Supercopa de España, pero Ceballos no pudo jugar la final por lesión.

En su segunda etapa en el Real Madrid, Dani Ceballos ha conseguido los siguientes títulos:

• 2 Ligas de Campeones
• 3 Mundiales de Clubes
• 2 Supercopas de Europa
• 1 Liga de España
• 1 Copa del Rey
• 2 Supercopas de España

En el verano de 2014 fue convocado por la Selección Española sub-19, para el europeo de Grecia, en el que la selección se proclamó campeona de Europa.

En 2017 disputó el campeonato de Europa Sub-21 de Selecciones en el que se proclamó subcampeón y fue galardonado como el balón de oro del torneo como el jugador más destacado.

El 11 de septiembre de 2018, hizo su debut con la Selección Española Absoluta de fútbol en la UEFA Nation League contra Croacia, en un encuentro que terminó ganando el combinado español por 6 goles a 0.

En 2019 se convirtió en campeón del Europeo Sub-21 en Italia, anotando 2 goles y generando 2 asistencias en 5 partidos, lo que le permitió entrar en el equipo del torneo.

En 2020 se alzó con la medalla de plata en los Juegos Olímpicos de Tokio.