"Jocke' känns väldigt bra för våra kortsiktiga men också långsiktiga steg", säger Djurgårdens tillförordnade sportchef K-G Stoppel till klubbens webbplats.
53-årige Fagervall fick sparken från SHL-rivalen Malmö i förra veckan efter Skånelagets svaga resultat.
Kort därpå framkom uppgifter om att Fagervall var aktuell att ta över tränarjobbet i jumbon Djurgården. Något som också bekräftades på tisdagen. Fagervall har skrivit på ett avtal som sträcker sig till 2024, skriver Djurgården på sin webbplats.
"Joakim är en genuin ledare som är tydlig, motiverande och kravställande. En profil som passar bra in i det som vi söker och det som vi vill addera till vår tränarkonstellation", säger utvecklingschefen Tobias Pehrsson.
Tidigare har Fagervall, som ursprungligen kommer från Kiruna, bland annat coachat Luleå Hockey i SHL under två säsonger.
I Djurgårdens ledarstab finns sedan tidigare även Mikael Aaro, från Piteå.
Ända sedan Barry Smith sparkades i oktober har Aaro, tillsammans med Nichlas Falk, delat på huvudansvaret i Djurgården. Men nu när Fagervall blir ny huvudcoach återgår båda till sina föregående uppdrag som assisterande tränare i klubben.
Efter 33 omgångar ligger Djurgården sist i SHL, tio poäng bakom Timrå och elva poäng bakom just Malmö ovanför kvalstrecket.