Der 21-Jährige unterschrieb bei den Hanseaten einen Vertrag ab dem 1. Juli 2011. Mit seinem derzeitigen Klub Croatia Zagreb hatte Duvnjak in der Saison 2007/2008 in der Champions League zweimal gegen den HSV gespielt und dabei insgesamt neun Tore geworfen. In der abgelaufenen Saison in der europäischen Königsklasse erzielte er 45 Tore.
"Wir sind stolz, einen der begehrtesten Spieler der Welt unter Vertrag nehmen zu können. Die Verhandlungen haben wir nach sechs Monaten erfolgreich zu Ende bringen können. Wir freuen uns sehr, dass Domagoj sich für uns entschieden hat", sagte Hamburgs sportlicher Leiter Christian Fitzek über den 1,97 Meter großen Rechtshänder.
