Doni mengawali kariernya di satuan tempur infanteri dan tergabung dalam Komando Pasukan Khusus (Kopassus) sejak 1986-1998. Beberapa operasi penting pun turut melibatkan Doni, di antaranya di Timor-Timor dan Aceh pada masa-masa konflik.

Beberapa jabatan strategis yang pernah diemban oleh Doni Monardo di antaranya Komandan Batalyon (Danyon) 11 Grup 1/Kopassus (1998-1999), Danyonif 741/Satya Bhakti Wirottama (1999-2001), Dandenma Paspampres (2001-2003), Kepala Tim (Katim) Analis Intel Kolakoops TNI (2003-2004), Wakil Asisten Operasi Komandan Paspampres (2004-2006), Komandan Brigif Lintas Udara 3/Tri Budi Mahasakti (2006-2008), Komandan Grup A Paspampres (2008-2010), Danrem 061/Surya Kencana (2010-2011), Wakil Komandan Jenderal Kopassus (2011-2012), Komandan Paspampres (2012-2014), Danjen Kopassus (2014-2015), Pangdam XVI/Pattimura (2015-2017), Pangdam III/Siliwangi (2017-2018), dan Sekretaris Jenderal Dewan Ketahanan Nasional (2018-2019) pun menjadi jabatan terakhirnya di lingkungan militer.

Kemudian, semasa dia menyandang pangkat jenderal bintang tiga, Doni mengemban tugas sebagai Kepala BNPB periode 2019-2021. Penugasan Doni di BNPB tentu bukan masa yang mudah, karena saat itu dunia, tak terkecuali Indonesia, menghadapi pandemi COVID-19.

Presiden Joko Widodo sejak 13 April 2020 menetapkan Indonesia sebagai darurat COVID-19 dan Doni mengemban tugas penting sebagai kepala Satgas Penanggulangan COVID-19.