Ha esordito con delleminimoto nel1995 ed è approdato almotomondiale nel1999 nellaclasse 125 con laHonda RS 125 R del teamMatteoni Racing, correndo comewildcard ilGP di San Marino. Nel2000 diventa pilota titolare, continuando a correre nel team Chupa Chups Matteoni Racing con compagno di squadraToni Elías e terminando la stagione al 18º posto con 41 punti, ottenendo come miglior risultato due sesti posti (Pacifico e Australia).
Nel2001, anno in cui ha avutoJaroslav Huleš come compagno di squadra, termina la stagione al 14º posto con 63 punti, ottenendo come miglior risultato due sesti posti (Australia e Brasile). Nel2002 passa all'Aprilia, nel teamSafilo Oxydo Race LCR con compagno di squadraLucio Cecchinello, ottenendo un secondo posto inGermania e una pole position inRepubblica Ceca e terminando la stagione al 9º posto con 87 punti. Nel2003 passa al team Globet.com Racing, con compagno di squadraGino Borsoi, ottenendo sei terzi posti (Spagna,Catalogna, Germania, Repubblica Ceca,Portogallo eBrasile) e quattro pole position (Giappone, Repubblica Ceca, Portogallo eComunità Valenciana) e terminando la stagione 2º con 166 punti, alle spalle dello spagnoloDaniel Pedrosa.
Nel2004 ha esordito nellaclasse 250 con l'Aprilia RSV 250 del team ufficialeAprilia Racing, ottenendo un secondo posto inAustralia, un terzo posto in Germania e una pole position inGran Bretagna e terminando la stagione al 5º posto con 147 punti. Nel2005 viene confermato dal team MS Aprilia Italia Corse, con compagno di squadraSimone Corsi, ottenendo due secondi posti (Germania eMalesia), due terzi posti (Spagna eItalia) e due pole position (Germania eTurchia) e terminando la stagione al 7º posto con 151 punti.
Nel2006 si sposta nel teamMaster - MVA Aspar, ottenendo la sua prima vittoria nel GP della Comunità Valenciana, oltre a sette secondi posti (Spagna, Italia,Olanda, Gran Bretagna, Germania, Australia e Giappone) e tre terzi posti (Catalogna, Malesia e Portogallo); termina la stagione al 3º posto con 228 punti. Nel2007 ottiene sei secondi posti (Qatar, Italia, Catalogna, Gran Bretagna, Paesi Bassi e Comunità Valenciana), due terzi posti (Francia e Germania) e una pole position in Gran Bretagna e terminando la stagione al 3º posto con 235 punti.
Nel2008 ha debuttato in MotoGP con laHonda RC212V del teamSan Carlo Honda Gresini, con compagno di squadraShinya Nakano, terminando la stagione al 14º posto con 63 punti e ottenendo come miglior risultato due quarti posti (Italia e Germania). L'anno dopo, con Elías come compagno di squadra, ottiene il primo podio nella classe maggiore aIndianapolis, con un secondo posto. A fine stagione è 8º con 111 punti.
De Angelis con la Honda Gresini nel 2009.
Nel2010 passa inMoto2 ingaggiato dalRSM Team Scot con una Force GP210, il compagno di squadra èNiccolò Canepa.[2] È costretto a saltare il GP di Spagna per una contusione rimediata nel warm up del GP e il GP di Gran Bretagna per un infortunio rimediato nelle prove libere del GP. Durante lo stesso anno viene chiamato in MotoGP dal teamInterwetten Honda MotoGP per sostituire l'infortunatoHiroshi Aoyama dal Gran Premio di Germania al Gran Premio della Repubblica Ceca.
Il 5 settembre2010 è coinvolto, suo malgrado, nell'incidente che vede morireShōya Tomizawa, durante ilGran Premio di San Marino, presso l'autodromo di Misano Adriatico. Ha corso questo Gran Premio in sostituzione di Yusuke Teshima con il teamJiR Moto2, prendendone definitivamente il posto dal successivoGran Premio d'Aragona. Ottiene un secondo posto in Malesia e pole position con successiva vittoria in Australia, la seconda della sua carriera, con alle spalle in seconda posizioneScott Redding, l'altro pilota coinvolto nell'incidente di Misano, con il quale De Angelis ha dedicato il momento aShōya Tomizawa. In Portogallo giunge terzo. Nel 2011 viene confermato come pilota del teamJiR Moto2 e continua a guidare l'unica MotoBi in Moto2. Giunge terzo in Germania, mentre a Phillip Island ottiene pole position e vittoria. Termina la stagione al 4º posto con 174 punti.
Nel2012 passa al teamForward Racing, iniziando la stagione alla guida di unaSuter MMX per poi passare dal GP d'Olanda ad una FTR M212, con compagno di squadraYūki Takahashi. Ottiene una vittoria in Malesia e un terzo posto in Germania, ma è costretto a saltare il Gran Premio d'Australia disputatosi a Phillip Island (di cui aveva vinto le prime due edizioni della classe Moto2) e il Gran Premio della Comunità Valenciana a causa di un infortunio alla mano subito nelle prove ufficiali in Australia.
Nel2013 rimane nello stesso team alla guida di una Speed Up SF13. Nel corso dello stesso anno viene chiamato inMotoGP dal teamIgnite Pramac Racing per correre con laDucati Desmosedici il GP degli Stati Uniti d'America, terminato in 11ª posizione, in sostituzione dell'infortunatoBen Spies. In Moto2 ottiene come miglior risultato due quinti posti (Germania e Australia) e termina la stagione al 14º posto con 81 punti. Nel2014 passa al teamTasca Racing, alla guida di unaSuter MMX2. Dal Gran Premio della Repubblica Ceca corre in MotoGP al posto diColin Edwards per il teamForward Racing, che gli affida una Forward Yamaha con specifiche Open. Il suo posto in Moto2 viene preso daRiccardo Russo. In Moto2 totalizza 37 punti, in MotoGP 14. Nel2015 passa al teamOcto IodaRacing che gli affida una ART. In questa stagione è costretto a saltare i Gran Premi di Giappone, Malesia e Comunità Valenciana a causa di un incidente nelle prove libere 4 dell'appuntamento nipponico nel quale ha riportato una contusione polmonare e fratture a vertebre e costole. Chiude la stagione al ventottesimo posto in classifica con 2 punti.
Nel2016 si trasferisce nelcampionato mondiale Superbike, guidando un'Aprilia RSV4 RF gestita dal teamIodaRacing. Il compagno di squadra in questa stagione èLorenzo Savadori. De Angelis è costretto a saltare gara2 del gran premio d'Olanda adAssen a causa di una frattura al mignolo della mano sinistra rimediata nel warm-up.[3] In occasione del Gran Premio di Germania sul circuito delLausitzring in gara 2 con pista bagnata, ottiene il suo primo podio nelmondiale Superbike giungendo secondo alle spalle del vincitoreJonathan Rea.[4] Chiude la sua stagione d'esordio nelmondiale Superbike al tredicesimo posto con novantasei punti ottenuti.
Nel2019 corre inMotoE nel teamPramac Racing; il compagno di squadra èJoshua Hook. Ottiene la pole position alGran Premio di San Marino e, come miglior risultato in gara, due quarti posti. Chiude la stagione al 7º posto in classifica con 47 punti.[10] L'8 ottobre 2020 annuncia il suo ritiro a Le Mans, dove si disputa l'ultimo Gran Premio di MotoE della stagione 2020, concludendo la sua carriera come pilota professionista.[11] Chiude la stagione al 14º posto con 35 punti.
San Marino
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