Dušan Uhrin mladší fotbal na nejvyšší úrovni nikdy nehrál, věnoval se už od mládí trénování. Jako hráč prošel kluby Meteor Praha, Montáže Praha, FC Jílové a RH Strašnice. V české nejvyšší soutěži se proslavil především jako hlavní trenér FK Mladá Boleslav. Velkým úspěchem bylo vyřazení slavného Olympique Marseille v předkole Poháru UEFA 2006/07 a postup do základní skupiny této soutěže. Ve skupině Boleslav skončila.
Dušan Uhrin mladší v následujících letech sbíral zkušenosti v zahraničních ligách, když vedl rumunské celky CFR Kluž a FC Temešvár, řecký Limassol a gruzínské FC Dinamo Tbilisi, s nímž získal v roce 2013 mistrovský titul, což se povedlo i jeho otci Dušanovi Uhrinovi staršímu v roce 2008.
Dušan Uhrin mladší dostal v roce 2013 nabídku od Viktorie Plzeň, aby převzal tým po Pavlu Vrbovi, který se stal trenérem reprezentace. V prosinci 2013 se tak dohodl na předčasném ukončení smlouvy s Dinamem Tbilisi a funkci hlavního trenéra Plzně přijal. Na jaře 2014 dokázal s Plzní postoupit do osmifinále Evropské ligy přes silný Šachtar Doněck. V lize i poháru skončila Plzeň na druhém místě za pražskou Spartou. V létě 2014 ale vedení Plzně Dušana Uhrina odvolalo.