Crosby est un membre fondateur du groupe The Byrds, qu'il quitte durant les sessions de l'album The Notorious Byrd Brothers, en 1967, estimant que ses compositions ne sont pas assez valorisées au détriment de reprises. C'est ainsi que Triad, chanson prônant la vie à trois, aboutit sur l'album de Jefferson Airplane Crown of Creation.
Après son départ, Crosby produit les premiers albums de Joni Mitchell et de Jackson Browne, jouer avec divers musiciens et rencontre Graham Nash, musicien anglais en rupture de groupe lui aussi (il vient de quitter les Hollies). Ils composent quelques titres qu'ils soumettent à un autre ami de Crosby, Stephen Stills, lui aussi tout juste séparé de son groupe Buffalo Springfield. Stills est emballé, se joint à eux et c'est la naissance du trio Crosby, Stills & Nash (1969), rejoint par la suite par Neil Young.
La formation n'existe que pour un bref moment, et dès 1971, Crosby sort son premier album solo, If I Could Only Remember My Name. Cet album, enregistré aux Studios Wally Heider de San Francisco par Stephen Barncard, regroupe la plupart des musiciens de la scène West Coast des années 1970 : Grace Slick, Paul Kantner, Jack Casady et Jorma Kaukonen du Jefferson Airplane, Jerry Garcia, Phil Lesh, Bill Kreutzmann et Mickey Hart du Grateful Dead, Greg Rollie et Michael Shrieve de
Santana, David Freiberg de Quicksilver Messenger Service, ainsi que Neil Young, Graham Nash et Joni Mitchell.
Crosby forme un duo durable dans les années 1970 avec Graham Nash, sortant plusieurs albums et se produisant fréquemment en concert.
David Crosby, confronté à de graves problèmes de toxicomanie durant les années 80, a maille à partir avec la justice (pour un braquage) et connait la prison après une longue cavale.
Il fonde à l'aube des années 2000, le groupe CPR (C pour Crosby, P pour Pevar et R pour Raymond) avec le guitariste Jeff Pevar et le pianiste James Raymond (fils de Crosby).