Ingénieur, Daniel Verwaerde est diplômé de l'Ecole centrale de Paris et auditeur de la 32ème session du Centre des hautes études de l'armement (CHEAr). Entré au CEA en 1978, il prend en charge la direction du département de mathématiques appliquées en 1991. Cinq ans plus tard, il est promu directeur du programme simulation, destiné à garantir la pérennité de la dissuasion après l'arrêt définitif des essais nucléaires.
En 2000, Daniel Verwaerde est nommé directeur du centre CEA/DAM (direction des applications militaires) Ile-de-France avant de prendre les fonctions de directeur des armes nucléaires de ce centre en 2004. A compter de 2007, il est nommé directeur des applications militaires.