Esteve nas rodas de samba do pai ao longo de toda a infância e adolescência, mas virou jogador de futebol, seguindo uma vontade do pai.

Nogueira chegou a atuar pelo Esporte Clube Cruzeiro (Porto Alegre), em 2005, após se destacar em jogos da várzea carioca. Ele assinaria um contrato com o empresário Baidek, mas teve uma lesão no joelho e voltou ao Rio de Janeiro. Novamente na sua terra natal, Diogo passou a frequentar rodas de samba e formou uma banda própria. Também assinou contrato com a gravadora EMI.
Com o álbum "Diogo Nogueira Ao Vivo", Diogo se lançou na carreira de cantor solo. O álbum conta, em sua maioria, com sambas compostos por João, como "Espelho", "Poder da Criação" e "Clube do Samba". Mas possui também canções compostas por Diogo, como "Samba pros Poetas".

Diogo Nogueira conseguiu o que seu pai nunca havia conseguido na Ala de Compositores da Portela. Emplacou o samba que foi cantado na avenida no Carnaval 2008. Ao lado de outros nomes, Diogo compôs "Reconstruindo a natureza, recriando a vida: o sonho vira realidade". A agremiação tirou o 4º lugar e voltou para o Sábado das Campeãs, após 10 anos ausente. Desde lá ganhou várias vezes consecutivas na Portela.

Em 2010, ganhou o prêmio de Melhor Artista ou Banda de MPB no VMB 2010.
É apresentador do programa Samba na Gamboa, na TV Brasil.