Pembalap yang beradal dari negara Italia ini memulai karirnya dalam ajang grand Prix di tahun 2001. Ia menjalani empat musim dalam kelas 125 cc, Dovisiozo ini berhasil memberikan gelar juara dunia di tahun 2004 kepada Tim yang mengusungnya, yaitu Honda.

Setelah mendapatkan gelar juara dunia, pembalap yang lahir di tahun 1986 ini pindah kelas ke 250 cc dan masih berada di bawah payung Honda. Setelah tiga musim berada di kelas 250 cc, ia mendapatkan prestasi terbaik dengan menempati posisi runner up di tahun 2006 dan juga 2007. Kemudian di tahun 2008, menjadi musim pertama untuk debut di kelas MotoGP. Saat itu Dovisiozo melakukan balapan bersama dengan Tim satelit JiR Honda Scot. Kontrak tersebut hanya selama satu tahun. Kemudian pada musim berikutnya pembalap asal Italia ini direkrut oleh Tim dari Repsol Honda dan menjadi pembalap nya.

Walaupun Dovizioso tidak memberikan gelar juara dunia kepada Tim ini, namun selama kurang lebih tiga tahun bersama Honda, Dovisiozo konsisten berada di lima besar dalam klasmen. Ia bahkan berhasil menempati urutan ketiga pada tahun 2011 di klasemen.

Kini pembalap dengan nomor 4 Itu sedang melakukan balapan bersama dengan Ducati, pabrik yang berasal dari tanah kelahirannya. Selama kurang lebih empat musim dimulai dari tahun 2013, Andrea Dovizioso sudah sangat familiar terlihat dengan motor merah dan juga kostum merah yang merupakan ciri khas dari Ducati.

Walaupun hasil yag diberikan Davizioso belum signifikan, nama pembalap asal Italia ini tetap menjadi pembalap Ducati sampai musim 2018 ini. Ia pernah memberikan kemenangan dalam musim 2016 lalu yang ia dapatkan saat melakukan balapan di sirkuit Sepang, Malaysia.

Tahun 2016 lalu lupakan musim terakhir ia melakukan balapan bersama dengan Andrea Ianonne. Mulai tahun 2017 lalu, Dovisiozo melakukan balapan bersama dengan Jorge Lorenzo di Ducati. Sebelumnya, Jorge Lorenzo merupakan salah satu pembalap Yamaha yang melakukan balapan bersamaan dengan Valentino Rossi.

Hari minggu kemarin, tepatnya 9 September 2018, Andrea Davizioso memberikan sejarah baru bagi tin Ducati saat menjalani balapan di sirkuit Misano, San Marino. Ia berhasil finish di pole position dan menjadi juara pertama dalam balapan tersebut. Ini merupakan prestasi yang sangat menggembirakan bagi pihak Ducati.

Dengan prestasi ini, Dovisiozo berharap akan memberikan kontribusi terbaik ke depannya bagi pihak Ducati, pabrik yang mengusung nya. Sejarah ini memberikan kepercayaan diri baru bagi pihak Ducati dan juga Andrea Dovizioso dalam menjalankan balapan balapan yang akan datang. Dengan pretasi tersebut, Andrea Davizioso telah berhasil menduduki posisi ke dua sementara di klasemen musim ini. Sementara posisi pertama masih dipegang oleh Marc Marquez dan posisi ketiga masih dipegang oleh Valentino Rossi. Posisi kedua ini tadinya dimiliki oleh pembalap asal Yamaha, yaitu Valentino Rossi. Namun karena kegagalan Valentino Rossi dalam balapan di San Marino tersebut, ia harus rela turun dari klasemen sementara ke posisi ketiga.