Данила Сухомлинов начал заниматься футболом в воронежском «Факеле», выступал за «Энергомаш» из Шебекино, после перешёл в «Мастер-Сатурн», за который выступал в ЮФЛ.

Полузащитник перешел в «Ростов» летом 2020-го года. Сезон 2020/21 начал в молодёжном чемпионате, но при этом часто тренировался с основным составом. Данила – один из самых результативных игроков молодежки. Дебютировал за основной состав в матче против ЦСКА 8 ноября, выйдя на замену в самой концовке встречи. 17 декабря вышел на замену в игре второго круга против ЦСКА на 15-й минуте. По итогам матча был признан лучшим игроком встречи в голосовании болельщиков клуба.