Duilio empezó a ir a torneos profesionales en el 2008. Apareció en el ranking gracias a que ganó sus tres partidos del cuadro de clasificación del Challenger de Lima, el 1 de diciembre de 2008 con 2 puntos en su haber.En el 2009 Duilio se dedicó un poco más a su carrera profesional que a la Junior. Participó 2 futures de Chile y de Ecuador alcanzando la segunda ronda de los dos futures de Chile y llegando a segunda ronda en el Ecuador F3 tras caer ante la primera siembra Carlos Avellan por 6-4 7-6(6) en un reñido partido. Para cerrar el año Duilio Participó en el Challenger de Lima, en el que venció a su compatriota Francisco Carbajal en un partido sencillo por 6-2 6-1, luego caería ante el chileno Cristóbal Saavedra-Corvalan por 6-1 6-3, perdió fácilmente ya que días después le diagnosticaron un fuerte lesión a la muñeca.
En el 2010, empezó flojo debido a su lesión de muñeca que le duraría hasta fines de marzo. Se dedicó más a su carrera de junior para conseguir patrocinadores. Por noviembre Duilio retorno más fuerte que nunca al circuito llegando a semifinales Peru F1, cayendo ante su compatriota Mauricio Echazú por 6-3 6-7(2) 6-4 y en el Chile F3, cayendo ante el chileno Cristóbal Saavedra-Corvalan por 6-3 6-2. Semanas después siguió con los futures de Chile pero no tuvo mucho éxito llegando solo a segunda ronda en el Chile F9 donde cayó ante el chileno Ricardo Urzua-Rivera por 6-3 4-6 6-0. En cuanto a dobles Duilio logró la semifinal del Perú F1 haciendo pareja con Sergio Galdós cayendo frente a sus compatriotas Mauricio Echazu y Francisco Carbajal por 7-6(6) 7-6(5). Más tarde lograría su primer título como profesional al proclamarse campeón con Roberto Quiroz, pareja de Roland Garros y US Open, al ganar a Peter Aarts y Christopher Racz por 6-4 6-4.
En el 2011, Duilio sellaría el 5-0 de Perú frente a Antillas Neerlandesas en la Copa Davis tras vapulear a Nick Van Rosberg por 6-0 6-0. Más adelante tendría la mejor participación de su carrera en el Chile F2 al proclamarse campeón con su compañero Sergio Galdós venciendo a la dupla chilena de Guillermo Hormazábal y Rodrigo Pérez, siembra 3, por 5-7 7-6(7) 10-6 y alcanzando en singles una final por primera vez en su carrera tenística, tras haber vencido a su rival Cristóbal Saavedra-Corvalan, por primera vez, en cuartos de final con un peleado marcador de 6-3 6-7(5) 6-1 y en semifinales al italiano Stefano Travaglia, campeón del Chile F1, por 6-3 3-1. Luego caería ante la siembra uno Guillaume Rufin, ex-número 162 del mundo, por 6-2 6-2. Un mes después lograría su segunda final llegando a la final del Venezuela F2, habiendo ganado en la semifinal a su compañero de dobles, Roberto Quiroz por 3-6 7-6(2) 6-4 en un partido de 2 horas y media y cayendo en la final ante David Souto por 6-2 6-3. A fines del mes de mayo lograría su primer título tras vencer a Marco Triungelliti por 4-6 7-6(2) 6-3 tras 3 horas y 20 minutos de partido para así abjudicarse del título. Un día antes en su partido de semifinal habría logrado la victoria más importante de su carrera tras vencer por sets corridos 6-2 6-4 a Daniel Silva(N º319).
En el 2013, a los 21 años, por el mes de mayo cambia de entrenador. Se separa de Napoleón Luis Ramos, su entrenador desde muy niño, quien lo formó y acompañó en toda su carrera infantil y juvenil. Ahora entrena bajo la batuta de Tupi Venero (ex copa davis peruano), es así que logra el título de sencillos y dobles acompañado de Rodrigo Sánchez en el Perú F1 realizado en Arequipa.
Perú
Perú
