Debutó profesionalmente en la Primera División del Campeonato Uruguayo con tan solo 19 años.

Entre 2003 y 2004 Diego Pérez se desempeñó como centrocampista en el Club Atlético Peñarol.

Aunque solamente jugó trece partidos y convirtió dos goles, su pasaje por el equipo aurinegro terminaría por catapultarlo al fútbol europeo.

Allí llegó a tener presencia en 181 partidos, en los que convirtió un total de dos goles.

En este club llegó a jugar 128 partidos, sin anotar ningún gol en competencias oficiales.