Odchovanec AC Milan, první zkušenosti s profesionálním fotbalem získal v dresu Cremonese. V prvoligového hráče a skutečnou oporu se vypracoval již coby hráč Cagliari, a krátce si vyzkoušel i angažmá v AS Roma. Davide Astori přišel do Fiorentiny z Cagliari v létě 2015 a po dvou sezonách ve fialovém si získal důvěru klubu i spoluhráčů a byl zvolen novým kapitánem.
Celkem za Fiorentinu odehrál 109 soutěžních zápasů, ve kterých vstřelil dvě branky. Měl podepsat novou smlouvu, detaily byly domluvené a chyběl jen podpis. Bohužel 4. března 2018 přišla šokující zpráva, jedenatřicetiletý Davide Astori zemřel. Ve spánku a náhle, v hotelovém pokoji na předzápasovém soustředění v Udine…