Dion Phaneuf byl draftován na devátém místě v roce 2003 NHL kde si ho vybralo Calgary Flames.

Phaneuf byl jmenován do CHL prvního All-Star týmu po sezónách 2003-04 a 2004-05. V roce 2004 získal Bill Hunter Memorial Trophy(nejužitečný hráč ligy).

Phaneuf zastupoval Kanadu na Světovém poháru juniorů v ledním hokeji v Helsinkách(2004), Finsko. Tým tam dobyl stříbro. Phaneuf byl jmenován do All Star týmu turnaje. V následujícím roce se Phaneuf vrátil do reprezentace, na mistrovství světa juniorů v Grand Forks, North Dakota, kde Kanaďané získali zlato poprvé po osmi letech. Phaneuf se opět vešel do All-Star Team, a byl jmenován nejlepším obráncem turnaje. Na turnaji se také Phaneuf předvel i po jiné stránce, když tvrdě stazil Rostislava Olesze(Česká republika), který utrpěl otřes mozku a zlomeninu čelisti.

Phaneuf si svůj debut v NHL odbyl v sezóně 2005-06 NHL za Flames dne 5. října 2005 proti Minnesota(3:6 prohráli Flames).

Dne 13. dubna 2006 se stal třetím nováčem (spolu s Brian Leetch a Barry Beck)který měl 20 přesných střel v sezóně.