デビッド・ヘルナンデス
プロ入り前
2003年のMLBドラフト29巡目（全体857位）でコロラド・ロッキーズから指名されたが、この時は入団しなかった。
2004年のMLBドラフト34巡目（全体1016位）でアリゾナ・ダイヤモンドバックスから指名されたが、この時も入団しなかった。
プロ入りとオリオールズ時代
2005年のMLBドラフト16巡目（全体483位）でボルチモア・オリオールズから指名され、7月12日に契約。契約後、傘下のA-級アバディーン・アイアンバーズでプロデビュー。12試合（先発8試合）に登板して1勝2敗、防御率3.89、47奪三振を記録した。
2006年はA級デルマーバ・ショアバーズでプレーし、28試合に先発登板して7勝8敗、防御率4.15、154奪三振を記録した。
2007年はA+級フレデリック・キーズでプレーし、28試合（先発27試合）に登板して7勝11敗、防御率2.68、168奪三振を記録した。
2008年はAA級ボウイ・ベイソックスでプレーし、27試合に先発登板して10勝4敗、防御率2.68、166奪三振を記録した。オフの11月18日にオリオールズとメジャー契約を結び、40人枠入りした。
2009年3月8日にオリオールズと1年契約に合意。3月14日にAAA級ノーフォーク・タイズへ異動し、そのまま開幕を迎えた。5月28日にメジャーへ初昇格し、同日のデトロイト・タイガース戦でメジャーデビュー。5.2回を5安打1失点に抑え、メジャー初勝利を挙げた。2度目の登板となった6月2日のシアトル・マリナーズ戦では、5.1回を投げ10安打5失点と打ち込まれ、メジャー初黒星を喫し、その後はロングリリーフに回った。6月11日に上原浩治が故障者リストから復帰したため、AAA級ノーフォークへ降格。6月28日に上原が再び故障者リスト入りしたため、メジャーへ再昇格した。昇格後は3試合に先発し、7月10日に再びAAA級ノーフォークへ降格。その後、7月20日に再昇格した。この年は20試合（先発19試合）に登板して4勝10敗、防御率5.42、68奪三振を記録した。
2010年3月9日にオリオールズと1年契約に合意。この年は開幕ロースター入りしたが、開幕3連敗を喫し、シーズン初勝利が8登板目の5月21日になるなど不調が続いたため、28日のトロント・ブルージェイズ戦からリリーフに配置転換された。その後はリリーフに定着していたが、8月5日に左足首の故障で15日間の故障者リスト入りした。9月7日に復帰。この年は41試合（先発8試合）に登板して8勝8敗2セーブ、防御率4.31、72奪三振を記録した。
ダイヤモンドバックス時代
2010年12月6日にマーク・レイノルズ、後日発表選手とのトレードで、キャム・ミコライオと共にダイヤモンドバックスへ移籍した。
2011年3月11日にダイヤモンドバックスと1年契約に合意。この年は開幕からリリーフに定着し、チームトップの74試合に登板。5勝3敗11セーブ、防御率3.38、77奪三振を記録した。
2012年3月3日にダイヤモンドバックスと1年契約に合意。この年も開幕からセットアッパーとして活躍。6月24日にダイヤモンドバックスと2年契約を結んだ。この年は72試合に登板して2勝3敗4セーブ、防御率2.50、98奪三振を記録した。
2013年は開幕前の3月に開催された第3回ワールド・ベースボール・クラシック(WBC)のメキシコ代表のロースターに暫定的に登録されたものの、メキシコ系4世であり、メキシコ系として世代が遠いという理由で代表を辞退した。それと時期を同じくして、アメリカ合衆国代表に暫定登録されていたクリス・ペレスが右肩痛を理由に代表を辞退したため、代替の追加登録選手としてアメリカ合衆国代表に登録され、結局、第3回WBCに出場することになった。ヘルナンデスは「メキシコ代表で投げることを楽しみにしていたが、生まれ育ったアメリカの代表チームで投げることは本当に光栄なことだ」と話している。第1ラウンドのカナダ戦で8回裏から起用され、代表初登板を果たしたが、3安打1失点で2死しか取れないまま途中降板した。第2ラウンドのプエルトリコ戦では、3点ビハインドの8回表から登板。1回を1安打無失点1奪三振に抑えたが、この試合でチームは敗退した。
シーズンでは前年同様にセットアッパーとして活躍していたが、7月下旬から救援失敗が続き、8月11日に傘下のAAA級リノ・エーシズへ降格した。降格後はAAA級リノで9試合に登板し、0勝0敗2セーブ、防御率0.93と好投。登録枠が拡大された9月1日にメジャーへ昇格した。この年は62試合に登板して5勝6敗、防御率4.48、66奪三振を記録した。
2014年はスプリングトレーニングで8試合に登板したが、右肘の故障で3月29日に15日間の故障者リスト入りした。翌30日にトミー・ジョン手術を行うことが発表された。4月14日に60日間の故障者リストへ異動し、シーズンを全休した。オフの12月17日にダイヤモンドバックスと200万ドルの1年契約に合意した。
2015年は開幕から故障者リストに入っていたが、6月7日に復帰して40試合に登板した。11月2日にFAとなった。
フィリーズ時代
2015年12月9日にフィラデルフィア・フィリーズと1年契約を結んだ。
2016年はチーム2位タイとなる70試合に登板した。オフの11月3日にFAとなった。
ブレーブス傘下時代
2017年2月14日にサンフランシスコ・ジャイアンツとマイナー契約を結び、スプリングトレーニングに招待選手として参加することになった。3月26日にアトランタ・ブレーブスとマイナー契約を結んで移籍した。開幕後は傘下のAAA級グウィネット・ブレーブスで7試合に登板した。
エンゼルス時代
2017年4月24日に後日発表選手または金銭とのトレードで、ロサンゼルス・エンゼルスへ移籍し、メジャー契約を結んでアクティブ・ロースター入りした。
ダイヤモンドバックス復帰
2017年7月31日にルイス・マデロとのトレードで、ダイヤモンドバックスへ移籍した。オフの11月2日にFAとなった。
レッズ時代
2018年1月30日にシンシナティ・レッズと2年総額500万ドルで契約を結んだ。
2019年8月9日にDFAとなり、11日に自由契約となった。