Johnstone arbetade för första gången med Noel Murphy 1968, där han fick sitt första album på albumet Another Round. År 1969 hade Johnstone säkrat regelbundet arbete som sessionsmusiker, där han började förgrena sig och utforska olika musikgenrer och experimentera med en mängd olika instrument. När Lyell Tranter (en av de två gitarristerna i den akustiska brittiska folkgruppen Magna Carta) 1970 lämnade bandet tog Johnstone hans plats som medlem. Han spelade in flera album med dem med början 1970 på Seasons (1970) och fortsatte att bidra till Songs from Wasties Orchard (1971) (uppkallat efter gatan där han bodde i Long Hanborough, Oxfordshire) och ett livealbum med titeln In Concert.
Under sin tid med Magna Carta spelade Johnstone en mängd olika instrument, bland annat gitarr, mandolin, sitar och dulcimer. Han fångade också producent Gus Dudgeons uppmärksamhet under denna tid – Dudgeon bad Johnstone spela på Bernie Taupins eponymous 1971 soloalbum, vilket resulterade i ett möte med Elton John och, slutligen, Johnstones spelande på Johns 1971 års album Madman Across the Water, varefter han inbjöds att gå med i Elton Johns band som en fullvärdig medlem. Tidigare hade Elton John Band bestått av John själv, basisten Dee Murray och trummisen Nigel Olsson.
Johnstones debutalbum med Elton John som heltidsanställd i hans band var Honky Chateau, på vilket han spelade elektrisk och akustisk gitarr, slidegitarr, banjo och mandolin och även sjöng bakgrundssång tillsammans med Murray och Olsson.
1972 arbetade han med Joan Armatrading och Pam Nestor på deras Gus Dudgeon-producerade debutalbum Whatever’s for Us, där han spelade akustisk och elektrisk gitarr på flera spår och sitar på låten ”Visionary Mountains”.
Johnstone släppte ett soloalbum, Smiling Face, 1973 genom The Rocket Record Company och skapade ett kortlivat band vid namn China som släppte ett eponymt album 1977.
Även när han spelade tillsammans med andra artister som Stevie Nicks, Meat Loaf och Alice Cooper under slutet av 1970-talet och början av 1980-talet var Johnstone aldrig särskilt långt borta från Elton Johns projekt och efter att han återförenats med de ursprungliga bandkamraterna Nigel Olsson och Dee Murray på heltid för 1982 års ”Jump Up”-turné, har han sällan varit frånvarande från ett albumspår eller en turné med Elton John.
År 1990 samarbetade Johnstone för första gången med textförfattaren Steve Trudell. Med musik och text på plats bildade de två Warpipes, som inkluderade tidigare och nuvarande Elton John-bandmedlemmar Nigel Olsson på trummor, Bob Birch på bas, Guy Babylon på keyboards, tillsammans med Billy Trudel som sångare. År 1991 släppte Warpipes sitt enda album, Holes in the Heavens, på skivbolaget Artful Balance Records. När Artful Balance Records lades ner gavs albumet ut på nytt på Bridge Recordings. Albumtiteln ändrades till helt enkelt ”Warpipes” och låtuppställningen ändrades något.
År 1991 producerade Johnstone Addison Steels Stormy Blue där han spelade gitarr, mandolin, sitar och banjo samt sjöng. Medproducenten Guy Babylon anslöt sig med keyboardarrangemang, tillsammans med trummisen Nigel Olsson och Billy Trudell som lade till slagverk respektive sång.
År 1996 släppte Johnstone en instruktionsvideo om gitarr med titeln Davey Johnstone: Star Licks Master Sessions för Star Licks Productions, där han spelar en mängd olika John-klassiker, tillsammans med Billy Trudel på sång och Bob Birch på bas.
Under 1997, när han var på turné med John, tillbringade Johnstone och den dåvarande Elton John-bandkompisen och tidigare Hellecasters-gitarristen John Jorgenson en stor del av sin lediga tid med att skapa Crop Circles, ett album med akustiska instrument som gavs ut 1998.
Den 10 juni 2009 spelade Johnstone den milstolpe 2000:e spelningen som medlem i Elton John Band på SECC i Glasgow, Skottland. Han fungerar för närvarande som Johns musikaliska ledare, utöver sitt gitarrarbete, och spelar tillsammans med Nigel Olsson och John Mahon; han uppträdde även med Bob Birch innan Birchs död i augusti 2012.
Under 2014 spelade han på ”Belle Fleur” och ”If You Were My Love” från Stevie Nicks album 24 Karat Gold: Songs from the Vault. Han kände Nicks sedan han spelade gitarr på flera låtar från hennes album Bella Donna från 1981.
Den 1 oktober 2019 gjorde Johnstone sin 3000:e spelning med Elton John vid det första av två turnéstopp på Farewell Yellow Brick Road-turnén på SaskTel Centre i Saskatoon, Saskatchewan.