En cambio, Datsyuk sobresalió en el campo de fútbol, donde su anticipación, visión e inteligencia eran más evidentes.

[5]​ Andersson estaba en Moscú para buscar al defensa Dmitri Kalinin, pero el que llamó su atención fue Datsyuk, descrito como "este pequeño del otro equipo".

Cuando Datsyuk comenzó su carrera en la NHL para los Red Wings, sus mentores, entre ellos las estrellas soviéticas Igor Larionov y Sergei Fedorov, así como el capitán de Detroit, Steve Yzerman, lo ayudaron a aprender su camino en la NHL.

Él jugó solamente 64 juegos debido a una lesión de la rodilla pero terminó con 51 puntos en la temporada.

Su desempeño en la postemporada fue decepcionante, sin embargo, fue igual que todo el equipo de los Red Wings; Detroit fue barrido por los Anaheim Mighty Ducks en la primera ronda y Datsyuk fue dejado sin puntos.

Datsyuk también ganó un lugar en el equipo nacional ruso para los Juegos Olímpicos de Invierno 2006 en Turín, Italia.

Él pasó a tener un año de carrera, anotando 97 puntos (mayor cantidad del equipo) en 82 juegos, mientras también lideraba a todos los delanteros de los Red Wings en tiros bloqueados.

En liderar al equipo en anotación, se unió a Ted Lindsay, Gordie Howe y Steve Yzerman como los únicos jugadores en la historia de la franquicia en hacerlo en tres temporadas consecutivas.

En la votación por el Lady Byng, Datsyuk recibió 985 puntos (75 votos de primer lugar).

Datsyuk y Ron Francis son los únicos jugadores que han sido galardonados tanto con el trofeo Selke y el trofeo Lady Byng durante sus carreras.

[11]​ Datsyuk terminó la temporada 2008-09 con 97 puntos (32 goles y 65 asistencias), igualando el total más alto de su carrera.

También ganó el Trofeo Frank J. Selke, superando a Mike Richards de los Philadelphia Flyers y a Ryan Kesler de los Vancouver Canucks, y ganó el Lady Byng por cuarta temporada consecutiva.

Datsyuk anotó los dos primeros goles en el Juego 7 de la primera ronda contra los Phoenix Coyotes, incluyendo un deke en breakaway sobre Ilya Bryzgalov, que envió a los Wings a la segunda ronda por cuarta postemporada consecutiva.

Los Red Wings, sin embargo, perdieron en cinco partidos ante los San Jose Sharks.

Datsyuk logró un triplete Gordie Howe (gol+asistencia+pelea) en la noche de apertura de la temporada 2010-11 contra los Anaheim Ducks con un gol, una asistencia y una pelea, que llegó contra Corey Perry.

Datsyuk fue candidato en inicios de temporada para el trofeo Hart, otorgado al Jugador Más Valioso de la Liga, hasta que una lesión en la rodilla en febrero forzó a los Red Wings a caer en mala racha.

Cuando la NHL entró en su segundo paro laboral en ocho años en 2012-13, Datsyuk siguió a otros jugadores prominentes de la NHL, como Alexander Ovechkin y Evgeni Malkin, y se fue a jugar en el extranjero; Firmó con CSKA Moscow de la Kontinental Hockey League (KHL) en septiembre.

Se casaron tres años después y tuvieron una hija llamada Elizabeth en 2004.

Datsyuk casó por segunda vez en 2012; su nueva esposa se llama María.