Johnstone arbejdede for første gang med Noel Murphy i 1968, hvor han fik sin første pladekredit på albummet Another Round. I 1969 havde Johnstone sikret sig regelmæssigt arbejde som sessionsmusiker, hvor han begyndte at forgrene sig og udforske forskellige musikgenrer og eksperimentere med en række forskellige instrumenter. I 1970, da Lyell Tranter (en af de to guitarister i den akustiske britiske folkgruppe Magna Carta) forlod bandet, tog Johnstone hans plads som medlem. Han indspillede flere album med dem fra 1970 på Seasons (1970) og fortsatte med at bidrage til Songs from Wasties Orchard (1971) (opkaldt efter den gade, hvor han boede i Long Hanborough, Oxfordshire) og et livealbum med titlen In Concert.
Under sin tid med Magna Carta spillede Johnstone en lang række instrumenter, herunder guitar, mandolin, sitar og dulcimer. Han fangede også producer Gus Dudgeons opmærksomhed i denne periode – Dudgeon bad Johnstone spille på Bernie Taupins eponyme soloalbum fra 1971, hvilket resulterede i et møde med Elton John og i sidste ende i, at Johnstone spillede på Johns album Madman Across the Water fra 1971, hvorefter han blev inviteret med i Elton Johns band som fuldgyldigt medlem. Tidligere bestod Elton John Band af John selv, bassisten Dee Murray og trommeslageren Nigel Olsson.
Johnstones debutalbum med Elton John som fuldtidsmedlem af hans band var Honky Chateau, hvor han spillede elektrisk og akustisk guitar, slideguitar, banjo og mandolin og også sang backingvokal sammen med Murray og Olsson.
I 1972 arbejdede han sammen med Joan Armatrading og Pam Nestor på deres Gus Dudgeon-producerede debutalbum Whatever’s for Us, hvor han spillede akustisk og elektrisk guitar på flere numre og sitar på sangen “Visionary Mountains”.
Johnstone udgav et soloalbum, Smiling Face, i 1973 gennem The Rocket Record Company og skabte et kortvarigt band ved navn China, der udgav et eponymt album i 1977.
Selv mens han spillede sammen med andre kunstnere som Stevie Nicks, Meat Loaf og Alice Cooper i slutningen af 1970’erne og begyndelsen af 1980’erne, var Johnstone aldrig meget langt fra Eltons projekter, og efter sin genforening med de oprindelige bandkammerater Nigel Olsson og Dee Murray på fuld tid til 1982’s “Jump Up”-turné har han sjældent været fraværende fra et Elton John-albumnummer eller en turné.
I 1990 samarbejdede Johnstone for første gang med tekstforfatter Steve Trudell. Med musik og tekst på plads dannede de to Warpipes, som omfattede tidligere og nuværende Elton John-bandmedlemmer Nigel Olsson på trommer, Bob Birch på bas, Guy Babylon på keyboards samt Billy Trudel som vokalist. I 1991 udgav Warpipes deres eneste album, Holes in the Heavens, på pladeselskabet Artful Balance Records. Da Artful Balance Records lukkede, blev dette album genudgivet på Bridge Recordings. Albumtitlen blev ændret til blot “Warpipes”, og sangbesætningen blev ændret en smule.
I 1991 producerede Johnstone Addison Steel’s Stormy Blue, hvor han spillede guitar, mandolin, sitar og banjo, og hvor han også sang. Medproducenten Guy Babylon deltog med keyboardarrangementer, sammen med trommeslageren Nigel Olsson og Billy Trudell, der tilføjede henholdsvis percussion og vokal.
I 1996 udgav Johnstone en instruktionsvideo om guitar med titlen Davey Johnstone: Star Licks Master Sessions for Star Licks Productions, hvor han spiller en lang række John-klassikere, sammen med Billy Trudel på vokal og Bob Birch på bas.
I 1997, mens de var på turné med John, brugte Johnstone og den daværende Elton John-bandkammerat og tidligere Hellecasters-guitarist John Jorgenson en stor del af deres fritid på at skabe Crop Circles, et album med akustisk instrumentation, der udkom i 1998.
Den 10. juni 2009 spillede Johnstone et skelsættende 2000. show som medlem af Elton John Band på SECC i Glasgow, Skotland. Han fungerer i øjeblikket som Johns musikalske leder, ud over sit guitararbejde, og spiller sammen med Nigel Olsson og John Mahon; han optrådte også med Bob Birch før Birchs død i august 2012.
I 2014 spillede han med på “Belle Fleur” og “If You Were My Love” fra Stevie Nicks’ album 24 Karat Gold: Songs from the Vault. Han kendte Nicks fra dengang han spillede guitar på flere af sangene fra hendes album Bella Donna fra 1981.
Den 1. oktober 2019 spillede Johnstone sit 3000. show med Elton John ved det første af to stop på Farewell Yellow Brick Road-turnéen i SaskTel Centre i Saskatoon, Saskatchewan.