World Series by Renault W latach 2006–2007 ścigał się w Formule Renault 3.5 (w barwach hiszpańskiego Epsilon Euskadi), zajmując odpowiednio 10. i 16. pozycję w końcowej klasyfikacji (największym sukcesem Davide było zwycięstwo podczas drugiego wyścigu na torze Nürburgring). Poza tym wziął udział w trzech długodystansowych wyścigach cyklu Le Mans Series (uzyskane punkty sklasyfikowały go na 15. miejscu).
Seria GP2 thumb|250px|Davide Valsecchi podczas wyścigu GP2, na torze Silverstone, w 2008 roku Za sprawą włoskiej stajni Durango, Valsecchi zadebiutował w bezpośrednim przedsionku Formuły 1 – serii GP2 – zarówno w azjatyckiej, jak i w europejskiej edycji. W zimowym cyklu sześciokrotnie dojechał na punktowanej pozycji, w efekcie zajmując 8. miejsce w generalnej klasyfikacji. W głównym z kolei po pierwsze punkty sięgnął w drugim wyścigu pierwszej rundy, na torze w Hiszpanii (zajął wówczas piątą lokatę). Podczas pierwszego wyścigu drugiej rundy, na tureckim torze w Stambule, Davide uległ poważnemu wypadkowi, który wykluczył go z dwóch wyścigowych weekendów (zastąpili go odpowiednio jego rodak Marcello Puglisi oraz Brytyjczyk Ben Hanley). Do bolidu powrócił na piątą eliminację sezonu, która odbyła się na niemieckim obiekcie Hockenheimring. I tu na punktowanej pozycji dojechał w drugim wyścigu, tym razem zajmując szóste miejsce.