Davide Astori nasce il 7 gennaio 1987 a San Giovanni Bianco, in provincia di Bergamo. Cresciuto nelle giovanili del Milan, dopo due prestiti al Pizzighettone e alla Cremonese, nel 2008 approda al Cagliari. Con la squadra sarda fa il suo debutto in Serie A il 14 settembre nella partita Siena-Cagliari (2-0). Disputa sei stagioni in rossoblu durante le quali riesce ad entrare nel giro della Nazionale. Nel 2014 viene ceduto in prestito alla Roma, dove rimane per una sola stagione. Nell'estate 2015 si trasferisce alla Fiorentina, suo attuale club.
Riceve la prima convocazione in azzurro nell'agosto 2010, ma per l'esordio deve attendere il 29 marzo 2011, quando subentra a Chiellini al 17° dell'amichevole Ucraina-Italia e resta in campo fino al 74° quando è costretto ad uscire per doppia ammonizione. Nel 2013 prende parte alla Confederations Cup, dove realizza il gol del momentaneo 1-0 nella finale per il terzo posto vinta ai rigori contro l'Uruguay. Ad oggi vanta 10 presenze e un gol in Nazionale.