Daniel Day Lewis est le fils du poète Cecil Day-Lewis, né le 27 avril 1904 à Ballintubbert (Irlande). Sa mère Jill Balcon, également actrice, est la fille de sir
Michael Balcon, directeur des studios Ealing. Alors que son père choisit la nationalité britannique lors de la proclamation de la république d'Irlande en 1949, Daniel Day-Lewis, né à Londres, reprend la double nationalité en 1993 lorsqu'il s'installe dans le comté de Wicklow.
Son père meurt alors qu'il a 15 ans en 1972 ; peu après, Daniel est interné en hôpital psychiatrique à la suite d'une overdose de barbituriques.
Daniel Day-Lewis prend des cours de théâtre à la Bristol Old Vic. Il a la réputation de se dévouer totalement aux personnages qu'il incarne, passant, pour chaque registre, par une très large palette d'émotions, de la plus excessive à la plus enfouie. Après ses débuts au théâtre à Bristol, il reçut son premier rôle (en figuration) au cinéma en 1971 dans
Un dimanche comme les autres (Sunday Bloody Sunday). Il retourna ensuite sur les planches à Bristol et à Londres et ne joua dans aucun film jusqu'en 1982, date à laquelle il apparaît dans le biopic de
Richard Attenborough,
Gandhi.
En 1984, il joue un second rôle dans The Bounty de
Roger Donaldson aux côtés de
Mel Gibson et d'
Anthony Hopkins. Mais c'est le personnage d'homosexuel marginal amoureux d'un immigré pakistanais dans
My Beautiful Laundrette (1985) de
Stephen Frears, et son rôle de jeune anglais de bonne famille dans
Chambre avec vue (1985) de
James Ivory qui le révèlent au grand public.
En 1987, il endosse le rôle principal de L'Insoutenable Légèreté de l'être de
Philip Kaufman, au côté de
Juliette Binoche et
Lena Olin.
En 1990, il obtient l'Oscar du meilleur acteur pour son interprétation du poète irlandais infirme Christy Brown dans
My Left Foot de
Jim Sheridan, réalisateur qu'il retrouve dans Au nom du père (1993) et
The Boxer (1998). Il collabore également deux fois pour des films d'époque avec
Martin Scorsese : en 1993 pour Le Temps de l'innocence où il interprète un aristocrate distingué et mondain dans le New York de 1870, et en 2002 pour
Gangs of New York où il campe un inquiétant Bill le Boucher dans le New York de 1846 (à savoir celui des guerres entre communautés immigrés et mafieuses), face à
Leonardo DiCaprio. Mais ses deux plus grands rôles au cinéma restent ceux de Nathanael Poe dans l'adaptation cinématographique du chef d'oeuvre de Fenimore Cooper par
Michael Mann,
Le Dernier des Mohicans (1992), où il interprète un européen recueilli dès la naissance par un Mohican, et celui de Daniel Plainview, prospecteur de terres meurtrier et violent au temps du Far West dans
There Will Be Blood de
Paul Thomas Anderson qui lui vaut un nouvel Oscar en 2008.
Daniel Day-Lewis est marié à l'actrice et réalisatrice
Rebecca Miller, fille d'Inge Morath et de l'écrivain
Arthur Miller. Le couple vit en Irlande avec ses deux fils : Ronan et Caciel. Il a également un fils né de sa relation avec l'actrice française
Isabelle Adjani : Gabriel-Kane.