No Campeonato Mundial de Ginástica de 2003, em Anaheim, na Califórnia, Daiane dos Santos fez história com a vitória e conquista da primeira medalha de ouro brasileira em mundiais. Aos vinte anos na época, ela obteve o primeiro lugar nos exercícios de solo, depois de ser classificada para as finais em terceiro lugar. A pontuação de Daiane foi de 9737 pontos na final, que permitiu superar a ginasta Cătălina Ponor (Romênia), com 9700, e a então campeã Elena Gómez (Espanha), com 9675.
Daiane competiu a primeira vez em um campeonato mundial em 1999 e, até então, havia obtido como melhor marca a quinta posição nos jogos mundiais de 2001. Nessa competição, sua colega de equipe Daniele Hypólito obteve a medalha de prata nos exercícios de solo, até então o melhor resultado de uma ginasta brasileira em mundiais. Daiane é uma atleta fora do usual na ginástica, porque só se iniciou no esporte depois dos onze anos. Sua música de apresentação mais famosa é “Brasileirinho” (de Waldir Azevedo) que foi utilizada em suas maiores realizações nas temporadas de 2004/2005.
Daiane representou o Brasil nas Olimpíadas de Verão de 2004 e se qualificou para a final do solo, onde apresentou o Dos Santos II – a variação esticada do duplo twist, que nenhuma outra mulher conseguiu realizar. Porém, a ginasta pisou fora da área do solo enquanto o executava, conseguindo assim a quinta posição. Daiane voltou em dezembro de 2004 a se tornar campeã do solo, na Copa do Mundo, derrotando Cătălina Ponor e Cheng Fei que ficaram em segundo e terceiro lugares. Em 2005, ela tentou defender seu título mundial em Melbourne, mas uma queda nas finais retirou suas chances de conquistar uma medalha. Nesta edição a campeã foi a norte-americana Alicia Sacramone e Daiane terminou em sétimo lugar, decidindo abandonar sua rotina “Brasileirinho”.
Em 2006, Daiane com uma nova rotina (canção “Isto Aqui O Que É?” de Ari Barroso) ganhou sua primeira medalha de ouro sob o novo sistema de pontuação da Ginástica Artística, em Moscou. Dos Santos decidiu participar do Campeonato Mundial de 2006, mas confirmou que não utilizaria seu movimento nomeado por um tempo. Ela conseguiu a quarta colocação depois de alguns problemas mínimos e a novos requerimentos do novo sistema de pontos.
A ginasta se qualificou para a final brasileira da Copa do Mundo em 2005/2006 nos exercícios de solo. Ela ainda era a número um no ranking mundial no solo. Com algumas faltas importantes (a citar as equipes dos Estados Unidos e da Romênia) a equipe brasileira aumentou suas chances de boas colocações, o que se tornou verdade no fim da competição. Apesar de ter grandes competidoras como Fei Cheng e Elena Zamolodchikova, Daiane estava inspirada pela audiência de sua terra natal e adicionou um novo movimento em sua apresentação para conseguir mais pontos. Sem cometer faltas prejudiciais, ela conseguiu sua melhor pontuação no novo código (15.600). Com um dos exercícios de solo mais difíceis já realizados na ginástica artística feminina, Daiane ganhou sua segunda medalha de ouro consecutiva na Final da Copa do Mundo. O Brasil terminou a competição com uma bem sucedida e inédita marca de seis medalhas (duas de ouro – Diego Hypolito e Daiane dos Santos, duas de prata – Danielle Hypolito e Lais Souza- e duas de bronze – Diego Hypolito e Lais Souza).
Em 2007, a primeira competição de Daiane foi a Copa do Mundo, em Ghent, no mês de maio. Daiane a utilizou como preparação para os Jogos Pan-Americanos. Ela chegou em duas finais e conseguiu uma medalha de bronze no solo. Em junho, a ginasta participou de uma competição tripla que aconteceu em Natal/RN, onde o Brasil estava competindo por medalhas contra o Reino Unido e o rival panamericano Canadá. Os brasileiros conseguiram todas as medalhas de ouro, incluindo a de Daiane dos Santos, mais uma vez no solo, com uma apresentação consistente resultando no competitivo 15.225 de pontuação.
Em 6 de julho, Daiane teve uma torção de nível um em seu tornozelo direito e não participou da inauguração da Arena Panamericana. Embora a CBG (Confederação Brasileira de Ginástica) tenha garantido sua participação nos Jogos Panamericanos, os fisioterapeutas decidiram não responder antes de 48 horas para se assegurarem sobre como seria a lesão.
Ainda em 2007 Daiane participou do projeto Raízes Afro-brasileiras, no qual um teste de ancestralidade genômica revelou que apesar da cor de sua pele, a atleta possui porcentualmente mais ancestralidade européia do que ancestralidade africana[1]. Na ocasião, Daiane declarou: “O importante é que todos somos brasileiros”
