Diagne bắt đầu sự nghiệp bóng đá tại Dakar và thi đấu cho câu lạc bộ FC Metz vào tháng 1 năm 2007.

Vào cuối tháng 8 năm 2014, Dagne gia nhập câu lạc bộ Stade Rennes F.C. từ Freiburg với mức phí €1.500.000 với hợp đồng thi đấu cho thời hạn ba năm.[1][2]

Vào đầu tháng 7 năm 2016, Diagne ký hợp đồng chuyển tới thi đấu tại câu lạc bộ Werder Bremen với mức phí khoảng €1.5-2.000.000[3][4]