Ses parents ont tous deux fait une carrière dans le droit. David a une soeur aînée nommée Ellie (née en 1965). Il a eu ses premières expériences théâtrale alors qu'il avait 10 ans. Après ses études universitaires (théâtre, expression), il co-fonde The Lookingglass Theater, une compagnie de huit acteurs, auteurs et metteurs en scène. Il interprète de nombreux personnages et met en scène plusieurs pièces, dont The Jungle qui reçoit de nombreuses récompenses.
Il parvient à décrocher par la suite des rôles secondaires dans des séries comme La Loi de Los Angeles ou encore New York Police Blues.
Mais c'est avec le rôle de Ross Geller dans la série Friends, que David Schwimmer va connaître le succès. Le premier épisode est diffusé le 22 septembre 1994 sur la chaîne NBC aux États-Unis. La série est immédiatement un succès et les six acteurs deviennent de véritables stars. On peut le voir au cinéma dans 6 jours, 7 nuits et en 2002 son interprétation du capitaine Herbert Sobel dans la série Frères d'armes (Band of Brothers) lui vaut un accueil unanime des critiques. En 2004, après 10 ans de gloire, la série Friends s'arrête. Après avoir réalisé plusieurs épisodes de celle-ci ; David Schwimmer réalise deux épisodes de la série Joey dans laquelle il retrouve son ancien acolyte
Matt LeBlanc. Sa doublure "officielle" en VF est Michel Lasorne.
Deux ans après avoir fait ses débuts à Broadway comme comédien dans The Caine Mutiny Court-Martial, il devient en 2008 metteur en scène en adaptant la pièce Fault Lines en Off Broadway.
Récemment, il a incarné l'époux de
Kate Beckinsale dans le drame Le Prix du silence et a réalisé son troisième film, Trust, avec
Clive Owen et
Catherine Keener, présenté au festival de Toronto.
Depuis 2007, David Schwimmer vit avec une ancienne serveuse anglaise désormais photographe, Zoe Buckman, qu'il a épousée en juin 2010 .