David William Duchovny nasceu em 7 de agosto de 1960, em Nova York, Nova York, EUA. Seu pai, Amram Ducovny, foi um escritor e publicitário que era de uma família de imigrantes judeus (da Ucrânia e da Polônia) e trabalhou para o Comitê Judaico Americano. Sua mãe, Margaret (Miller), era uma professora de escola escocesa. David tem uma irmã, Laurie, e um irmão mais velho, Daniel Ducovny, um premiado diretor de comerciais, bem como diretor de fotografia.
David formou-se pela Universidade de Princeton e também cursou a Universidade de Yale, onde fez mestrado em Literatura Inglesa. Um grande poeta e escritor, o trabalho de David foi bem reconhecido por seus colegas e professores enquanto ele estava presente em Yale. Ele foi até indicado para um prêmio da faculdade pela Academia de Poetas Americanos por seu excelente trabalho no campo literário. Enquanto esteve em Yale, ele começou a viajar para Nova York para estudar atuação e logo aparecia em peças off-Broadway. Em 1987, ele abandonou seus estudos de doutorado em Yale para continuar atuando em período integral.
Como qualquer ator ou celebridade, David começou sua carreira no fundo, atuando em vários comerciais no final dos anos oitenta. Ele cruzou em filmes com pequenas partes em filmes de baixa chave, como o Ano Novo (1989) e Bad Influence (1990). Embora essas partes fossem pequenas e um pouco insignificantes, foi um começo e David conseguiu colocar o pé na porta.
Em 1991, David recebeu o papel de DEA Dennis Bryson na aclamada série de TV Twin Peaks (1990). Ele só apareceu em três episódios, mas naquele estágio inicial, foi sua maior reivindicação de fama, já que Twin Peaks (1990) foi assistido por milhões de pessoas em todo o mundo. Desnecessário dizer que o talento de David como ator seria finalmente reconhecido e ele receberia o reconhecimento que ele tão ricamente merecia.
No início dos anos 90, ele conseguiu mais partes nos filmes, desta vez, porém, os filmes não eram "low key", mas sucessos como Don't Tell Mom, a Babysitter's Dead (1991) e a comédia favorita da família, Beethoven (1992). O papel de David em Beethoven (1992) era pequeno, mas era difícil esquecer o pobre coitado que foi arrastado pelo gramado pelo gigante São Bernardo!
Um ano depois, em 1993, David conseguiu o papel principal no filme independente Kalifornia (1993). O filme também estrelou outro ator jovem e promissor, Brad Pitt. Em Kalifornia (1993), David interpretou um jornalista que faz uma turnê por todo o país de famosos locais de assassinato com sua namorada como pesquisa para um livro que ele está escrevendo sobre serial killers. Ele leva o personagem de Pitt para ajudar a pagar as contas, sem saber que o personagem de Pitt é, na verdade, um serial killer. Apesar de não ter feito muito sucesso nas bilheterias, ele ainda é um ótimo filme e se tornou um dos favoritos entre os fãs.
Naquele mesmo ano, David recebeu o papel de agente do FBI Fox "Spooky" Mulder na longa série de TV The X-Files (1993). O show foi um tremendo sucesso internacional e levou David (e sua co-estrela Gillian Anderson) ao super-estrelato. Seu personagem de Mulder tornou-se uma espécie de lenda da cultura pop e é renomado em todo o mundo por sua sagacidade satírica e senso de humor seco. Fãs amavam o fato de que ele poderia manter uma cara séria e ainda rachar e brincar diante do perigo extremo. David improvisou muitas de suas próprias linhas de diálogo durante o programa e até escreveu e dirigiu alguns episódios. A série terminou em 2002 e ainda tem um forte e dedicado seguimento. Até hoje, David reprisou seu papel de Fox Mulder em dois filmes "X Files": The X Files (1998) e The X Files: Eu quero acreditar (2008).
Durante a execução inicial de The X-Files (1993), David manteve-se ocupado e fez vários filmes, como: Return to Me (2000), ao lado da atriz Minnie Driver e da comédia Evolution (2001), com Julianne Moore, Seann William. Scott e Orlando Jones. Ele até teve uma ponta histérica como um modelo de mão obcecado por si mesmo e com a mente simplificada na comédia Zoolander (2001).
Em 2007, depois de alguns anos longe dos holofotes, David atingiu o ouro novamente depois de conseguir o papel de Hank Moody em Californication (2007). A série atrevida segue a vida do escritor mulherengo Hank Moody (Duchovny), enquanto ele tenta conciliar sua carreira e seu relacionamento com sua filha e sua ex-namorada. O show se tornou um sucesso por seu humor fora de moda e a habilidade de Duchovny de sempre apresentar um desempenho brilhante.
Pode ter demorado um pouco, mas David conseguiu chegar ao topo e conseguiu um currículo impressionante ao longo do caminho. Podemos esperar muito mais dele no futuro.