Muitas vezes considerado um dos maiores atores da Escócia, David Tennant nasceu David John McDonald em West Lothian, Escócia, filho de Essdale Helen (McLeod) e Sandy McDonald, que foi um ministro presbiteriano. Ele é descendente de escoceses e ulster-escoceses. Quando tinha cerca de 3 ou 4 anos, decidiu ser ator, inspirado por seu amor por Doctor Who (1963).
Ele foi criado em Bathgate, West Lothian e Paisley, Renfrewshire, Escócia e era um grande fã da banda The Proclaimers. Ele frequentou a escola Paisley Grammar e enquanto lá ele escreveu sobre como ele queria se tornar um ator profissional e fazer o papel do Doutor em Doctor Who (1963).
Ele fez sua primeira aparição na televisão (que também foi seu primeiro trabalho profissional como ator) quando tinha 16 anos, depois que seu pai enviou algumas fotos dele para um diretor de elenco da televisão escocesa. Ele também frequentava um grupo de teatro juvenil nos fins de semana dirigido pela Royal Scottish Academy of Music and Drama (agora renomeado como Royal Conservatoire of Scotland). Quando ele tinha 16 anos, ele fez um teste e ganhou um lugar na academia; o aluno mais jovem a fazer isso, e começou como um estudante de teatro em tempo integral quando tinha 17 anos.
Ele trabalhou regularmente no teatro e na TV após deixar a escola de teatro, e sua primeira grande chance veio em 1994, quando foi escalado para o papel principal no drama escocês Takin 'Over the Asylum (1994). Ele então se mudou para Londres, onde sua carreira prosperou. Entre outras coisas, ele passou vários anos como membro da Royal Shakespeare Company, e tornou-se famoso por seus papéis principais nos dramas de TV Blackpool (2004) e Casanova (2005).
Em 2005, seu desejo de infância se tornou realidade. David foi escalado para interpretar o papel do Doutor em Doctor Who (2005) ao lado de Billie Piper, depois que Christopher Eccleston decidiu sair. Interpretar o médico fez dele um nome familiar e um símbolo sexual, sendo eleito o "Homem mais sexy do universo" pelos leitores do The Pink Paper e o 16º homem mais sexy do mundo por uma pesquisa da Cosmopolitan. Desde que deixou a série em 2010, sua carreira continuou a crescer, com papéis principais em filmes, séries de TV e teatro.