2002年，10岁的马蒂亚·德西利奥加入AC米兰青训营，并于2010年随青年队夺得意甲青年联赛冠军。
2011年因伤试训后，德西利奥升入AC米兰一线队。 9月28日意甲球队名字，在AC米兰与比尔德郡兰森胜利队的欧冠小组赛中，德西利奥替补登场，完成了一线队首发球员的角色。展示。 12月6日，在AC米兰与比尔森胜利队的欧冠小组赛中，德西利奥三场比赛以来首次代表一线队出场。
2012年4月10日，在意甲AC米兰1-0战胜切沃的比赛中，德西利奥首演意甲首秀。 2011-12赛季是德西利奥在一线队的第一个赛季，因此德西利奥并没有获得太多的出场机会意甲球队名字，短暂地回到了青年队。那个赛季，德西利奥仅代表一线队在各项赛事中出场5次（其中联赛仅出场3次），并随队夺得了意大利超级杯冠军。
2012-13赛季，德西利奥代表AC米兰出场33次，其中联赛出场27次。当赛季他入选意甲最佳阵容。
2013-14赛季，德西利奥受到伤病困扰。他代表AC米兰在联赛中出场16次，贡献1个进球。助攻。
2014-15赛季，德西利奥遭遇一系列伤病。他从2014年11月开始受伤，直到2015年1月才康复。不过，他只打了3场比赛，就被诊断出足底筋膜炎。他患有关节炎，再次缺席三个月。 2015年5月4日AC米兰0-3不敌那不勒斯的比赛中，德西利奥开场仅42秒就被红牌罚下，创造了意甲历史上最快红牌纪录。那个赛季，德西利奥代表AC米兰各项赛事出场18次。
2015-16赛季，德西利奥代表AC米兰在联赛中出场22次，总共获得1843分。经过几分钟的上场时间，他总共贡献了1次助攻。并帮助米兰杀入意大利杯决赛。
2016年12月24日，在AC米兰对阵尤文图斯的意大利超级杯比赛中，德西利奥代表AC米兰首发并踢满全场，最终帮助AC米兰通过点球大战获胜，这是队史第七次。赢伊巴夺得意大利超级杯冠军。
尤文图斯
2017年7月20日，尤文图斯俱乐部正式宣布德西利奥加盟球队。德西利奥与尤文图斯签约至2022年。据悉，德西利奥的转会费约为1200万欧元。 11月27日，在尤文图斯与克罗托内的意甲比赛中，德西利奥在第60分钟打进职业生涯首秀，帮助尤文图斯。图斯3-0击败对手。 2017-18赛季，德西利奥代表尤文图斯在各项赛事中出场19次，打进1球，并随队夺得意甲联赛和意大利杯冠军。
里昂
2020年10月，尤文图斯官方宣布德西利奥租借加盟法甲里昂一个赛季。
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2022年1月13日，在意大利超级杯对阵国际米兰的比赛中，德西利奥在北飞微场首发。经过加时赛，球队最终1-2落败。 6月意甲球队名字，德西利奥与尤文图斯续约至2025年。
