David Trueba nace en Madrid, en septiembre de 1969. El menor de ocho hermanos, estudia Periodismo y pronto comienza a trabajar en prensa, radio y televisión. Tras rodarse su primer guion de largometraje, viaja a Los Ángeles para estudiar cine en el American Film Institute. A su regreso escribe en solitario el guion de Los peores años de nuestra vida, que se convertirá en uno de los grandes éxitos del cine español en el año 1994. En ese periodo trabaja también en televisión donde codirige el show El peor programa de la semana junto a El Gran Wyoming (1993-94).
Entre sus trabajos como guionista destacan películas como Amo tu cama rica (1991), Two Much (1995), Perdita Durango (1997), La niña de tus ojos (1998), Vengo (2000), El olvido que seremos (2020) —Premio Platino 2021 al mejor guion— o el documental Balseros (2002), del que fue también coproductor y que fue nominado al Oscar.
La buena vida (1996), presentada en la Quincena de los Realizadores de Cannes, es su primera película como director. En el año 2000 dirige Obra Maestra y en 2003, Soldados de Salamina, presentada en Cannes y nominada a 8 premios Goya. Su siguiente película, Bienvenido a casa (2006), recibió el premio al Mejor Director en el Festival de Málaga. En 2013 dirige Vivir es fácil con los ojos cerrados, que recibe 6 Premios Goya (incluyendo Mejor Película, Director y Guion) y representó a España en los Oscar.
En 2010 crea y dirige la exitosa serie ¿Qué fue de Jorge Sanz? para Canal+, completada con episodios especiales en 2015 y 2017. En 2013 dirigió el programa musical Un lugar llamado mundo.
Ha compaginado su carrera con proyectos de radical independencia como la película-conversación La silla de Fernando (2006) y los documentales El cuadro (2013), Monólogos de Montaigne (2015), Salir de casa (2016) o Si me borrara el viento lo que yo canto (2019). También destacan Madrid, 1987 (Sundance 2011), Casi 40 (2018) y A este lado del mundo (2020).
Como escritor en Anagrama, ha publicado: Abierto toda la noche (1995), Cuatro Amigos (1999), Saber Perder (2008) —Premio Nacional de la Crítica—, Blitz (2015), Tierra de campos (2017) y Queridos niños (2021). También es autor de los ensayos La tiranía sin tiranos y Ganarse la vida, además de la novela juvenil El río baja sucio (Siruela, 2019). Sus artículos se recogen en antologías como El siglo XXI cumple 18.