Серроне родился в Денвере, штат Колорадо, США. Он был активным и проблемным подростком, часто участвовал в драках, ему поставили диагноз «синдром дефицита внимания и гиперактивности». Серроне поступил в «Воздушную академию» штата Колорадо, там он начал профессионально ездить на лошадях. Когда его родители развелись, он остался жить с бабушкой и дедушкой[1]. На втором курсе друг привёл Серроне на занятия кикбоксингом, в любительских выступлениях он был непобедимым с рекордом 13-0. Позже начал обучение в школе тайского бокса, затем перейдя в профессионалы. Здесь он был также непобеждённым с рекордом 28-0.
Серроне подписал контракт в WEC и первым его соперником стал Кеннет Александер. Серроне победил болевым приёмом на 56 секунде первого раунда. Однако результат боя был аннулирован, так как допинг-тест Серроне дал положительный результат на гидрохлоротиазид[2].
29 января2009, на WEC 38 Серроне проиграл раздельным решением бой за титул чемпиона WEC в лёгкой весовой категории Джейми Варнеру[3].
Серроне и Вернер согласились провести матч-реванш на WEC 43. Однако Вернер не смог пройти медицинское освидетельствование в связи с травмой руки. В итоге 10 октября2009, на WEC 43, Серроне дрался с Бенсоном Хендерсоном за титул временного чемпиона WEC в лёгком весе[4], Серроне проиграл единогласным решением. Бой получил награду «Лучший бой вечера» от сайта Sherdog.
В октябре 2010 произошло объединение UFC и WEC, в рамках которого все бойцы WEC были переведены в UFC.
Первый бой в UFC Серроне проводил против Пола Келли 5 февраля2011 на UFC 131. Серроне одержал победу удушающим приёмом сзади. Дональд получил награду «Выступление вечера»[5].
Первое поражение Серроне получил от Нейта Диаса единогласным решением на UFC 141. Этот бой получил награду «Лучший бой вечера».
После поражения в титульном бою от дус Анжуса Серроне временно перешёл в полусредний вес и должен был встретиться с Тимом Минсом, однако Минс выбыл из боя после проваленного допинг-теста. Его заменил Алекс Оливейра, бой состоялся на UFC Fight Night: Cowboy vs. Cowboy[7]. Серроне завершил бой в первом раунде, проведя треугольник, а также получил награду «Выступление вечера».
18 июня 2016 продолжил выступления в полусреднем весе, его соперником стал Патрик Коте. Серроне победил техническим нокаутом в третьем раунде, до этого дважды уронив соперника в нокдаун. Получил награду «Выступление вечера».
20 августа 2016 на UFC 202, Серроне техническим нокаутом одолел Рика Стори. Получил награду «Выступление вечера».
10 декабря 2016 на UFC 206 одолел Мэтта Брауна нокаутом в 3 раунде.
2017 год для Серроне сложился крайне неудачно. Сначала Серроне встретился с Хорхе Масвидалем 27 января 2017 года на турнире UFC on Fox 23[8]. Серроне проиграл бой техническим нокаутом во втором раунде[9]. После этого боя проиграл ещё два боя. Сначала Робби Лоулеру единогласным решением судей, а затем Даррену Тиллу техническим нокаутом.
23 июня 2018 года в Сингапуре состоялся турнир UFC Fight Night 132, в котором Дональд Серроне встретился с Леоном Эдвардсом. Победу по итогам пяти раундов судейским решением одержал Эдвардс.
10 ноября 2018 года в рамках турнира UFC Fight Night 138 Серроне достаточно легко одолел Майка Перри, проведя болевой прием уже в первом раунде[10].
2019 год получился для Дональда Серроне достаточно насыщенным. В январе и феврале не утихали слухи о бое Макгрегора и Серроне за титул временного чемпиона UFC в легком весе, вплоть до марта 2019 года оба бойца говорили о том, что они готовы сражаться, однако договориться о бое все же не удалось. 4 мая 2019 года в рамках турнира UFC Fight Night 151 он встретился с ещё одним топовым легковесом — Элом Яквинтой в главном событии вечера. Бой продлился все пять отведенных раундов, а победу в нём одержал Серроне единогласным решением судей.
8 июня 2019 года Серроне провел бой против Тони Фергюсона в рамках шоу UFC 238. Бой был остановлен во втором раунде, на тот момент Серроне получил значительные повреждения глаза и скулы. Победа была присуждена Фергюсону техническим нокаутом, оба бойца получили специальные бонусы от UFC за зрелищный бой[11]. На UFC 246 Серроне встретился с Конором Макгрегором, где проиграл в техническим нокаутом в первом раунде.
9 мая 2020 года в рамках турнира UFC 249 провёл реванш против Энтони Петтиса. Первый бой прошёл в 2013 году и закончился для Серроне поражением нокаутом в первом раунде. В ответном поединке соперники дрались все три раунда. Единогласным решением судей победу одержал Петтис. Для Ковбоя данное поражение стало уже четвёртым подряд[12]. 19 сентября на турнире UFC Fight Night 178 Серроне провёл бой против Нико Прайса. Поединок прошёл все отведённые 3 раунда. Результат боя был отменён, а сам поединок признан несостоявшимся.
8 мая 2021 года на турнире UFC on ESPN 24 Ковбой провёл бой против Алекса Мороно. Серроне проиграл техническим нокаутом в 1 раунде.
2 июля 2022 года в рамках турнира UFC 276 Ковбой сразился с ветераном Джимом Миллером и проиграл удушающим приёмом (гильотиной) во 2 раунде.
Идя на серии из 7 выступлений, ни одно из которых не увенчалось победой, Дональд Серроне объявил о завершении профессиональной карьры.