Damir Zlomislić u redove HNK Rijeka stigao je u svibnju 2013. godine. Damir je karijeru počeo u Širokom Brijegu gdje prošao Školu nogometa, a za prvu momčad igrao je od 2010. godine. Dvije sezone proveo je na posudbi (Graffin Vlasim, GOŠK Gabela) da bi zatim stigao u Rijeku. Damir je bio dio ekipe koja je već pomalo ušla u legendu kada je pod stijenama Kantride u kvalifikacijama za Europsku ligu 22. kolovoza 2013. srušila moćni Stuttgart. Prvijenac je postigao u pobjedi 5:0 protiv Prestatyn Town (18. srpnja 2013.).

Damir je bio dio ekipe koja je već pomalo ušla u legendu kada je pod stijenama Kantride u kvalifikacijama za Europsku ligu 22. kolovoza 2013. srušila moćni Stuttgart.

Zlomislić u sezoni 2013./2014. nije imao sreće, ozlijedio se u utakmici protiv Hrvatskog dragovoljca u 7. kolu (25. kolovoza 2013.), da bi na teren u prvenstvu ponovo istrčao tek u 28. kolu (30. ožujka, 2014.) u pobjedi na gostovanju protiv Istre 1961 kada je u 88. minuti zamijenio Andreja Kramarića. Budući da se nije nametnuo, Zlomislić je proljetni dio sezone 2014./2015. proveo na posudbi u rumunjskom Brasovu gdje je odigrao 13 utakmica. Istekom sezone Zlomislić se ponovo priključio prvoj momčadi Rijeke.