Efetuou várias missões diplomáticas e comerciais na Europa entre 1528 e 1531. Em 1533 abandonou o serviço oficial do governo português e dedicou-se exclusivamente aos seus propósitos de humanista. Tornou-se amigo íntimo do humanista holandês Desiderius Eramus (Erasmo de Roterdão), com quem convive em Basileia em 1534 e que o guiou nos seus estudos assim como nos seus escritos. Estudou em Pádua entre 1534 e 1538 onde foi contemporâneo dos humanistas italianos Pietro Bembo e Lazzaro Buonamico. Pouco tempo depois fixou-se em Lovaina por um período de seis anos.
Damião de Góis foi feito prisioneiro durante a invasão francesa da Flandres mas foi libertado pela intervenção de D. João III, que o trouxe para Portugal. Em 1548 foi nomeado guarda-mor dos Arquivos Reais da Torre do Tombo, e dez anos mais tarde foi escolhido pelo cardeal D. Henrique para escrever a crónica oficial do rei D. Manuel I que foi completada em 1567.
No entanto este seu trabalho histórico desagradou a algumas famílias nobres, e em 1571 Damião de Góis caiu nas garras do Santo Ofício (Inquisição), de maneira brutal, pois foi preso, sujeito a processo e depois, em 1572, foi transferido para o Mosteiro da Batalha. Trágico fim de vida, pois, abandonado pela sua família, apareceu morto, com suspeitas de assassinato, na sua casa de Alenquer, em 30 de janeiro de 1574, sendo enterrado na igreja de Santa Maria da Várzea, da mesma vila.
As suas maiores obras em latim e em português são históricas. Incluem a Crónica do Felicíssimo Rei Dom Emanuel (quatro partes, 1566–67) e a Crónica do Príncipe Dom João (1567). Ao contrário do seu contemporâneo João de Barros, ele manteve uma posição neutra nas suas crónicas sobre o rei D. Manuel I e do seu filho, o príncipe João, depois D. João III de Portugal.