Como amateur, ganó la Vuelta a Palencia en 1995.

Hizo su debut como profesional en 1997 con el equipo Team Polti.

Después de una temporada en 2000 en el equipo Saeco, se unió en 2001 al equipo francés Cofidis donde estutvo durante cinco temporadas.

Obtiene regularmente buenas posiciones en las carreras por etapas.

Desde 2007, Daniel Atienza es, junto con Richard Chassot, el comentarista de ciclismo para la Televisión Suiza.