A început activitatea de cercetare în 2006 la Institutul Național de Cercetare-Dezvoltare Marină, Grigore Antipa, Constanța, în cadrul laboratorului de analize fizico-chimice, pentru ca, din 2011, să activeze în cadrul laboratorului de Geochimie și Gaz Cromatografie la GeoecoMar, sucursala Constanța. În anul 2016 devine șeful colectivului de Geochimie și Gaz-Cromatografie, iar începând cu 2018 ocupă funcția de director al sucursalei Constanța. În această calitate el coordonează activitatea de cercetare a colectivelor de Geochimie, Biologie-Ecologie și Mineralogie-Granulometrie.

De profesie chimist, de a lungul carierei Dan Vasiliu  a participat atât în calitate de coordonator, cât și de colaborator în diverse proiecte naționale și internaționale de cercetare. Principalele sale domenii de competență constă în evaluarea fenomenului de eutrofizare la Marea Neagră și lacuri litorale, studiul poluării cu metale grele în mediul marin și dulcicol (apă, sediment), studiul principalilor componenți majori și minori din sedimentele marine, implementarea unor directive europene (Directiva Cadru privind Strategia pentru Mediul Marin,  Directivei pentru Planificare Spațială Maritimă).

A obtinut titlul de doctor în biologie în anul 2011, în cadrul Școlii Doctorale a Universității Ovidius, Constanța, cu teza: Distributia spațio-temporală a clorofilei a în apele platoului continental românesc și factorii săi de control.În prezent este membru în Comitetul Director al European Centre for Information on Marine Science and Technology (EurOcean), precum și membru al organizației EurAqua.