David Byrne est né à Dumbarton, en Écosse, le 14 mai 1952. Il est à peine âgé de deux ans lorsque ses parents, ingénieurs, répondent aux sollicitations d'une entreprise, et s'installent dans l'Ontario (Canada), puis à Baltimore (Maryland), ville natale de l'écrivain Edgar Allan Poe. Le jeune étudiant est diplômé de l'École de Design de Rhode Island, et de l'Institut d'Art du Maryland, même si ses études se déroulent dans un climat de conflit perpétuel avec le corps enseignant.
Il s'essaie à la musique avec un premier duo (Bizadi), qui lui permet de jouer, dans les rues, restaurants, et autres cafés, de l'ukulélé et du violon, et de s'essayer au chant.C'est, justement, comme chanteur et guitariste, que Byrne dirige les Talking Heads (aux côtés de la bassiste Tina Weymouth et du batteur Chris Frantz, voisins de bancs d'école, et du claviériste Jerry Harrison, transfuge des Modern Lovers de Jonathan Richman), de 1974 à 1988. L'annonce officielle de la séparation du groupe n'intervient qu'en 1991.
Le groupe new-yorkais (honoré par le Rock And Roll Of Fame en 2002), a considérablement renouvelé le rock mondial, par leur musique ouverte sur de multiples influences (en particulier les polyrythmies africaines), et des paroles de chansons se situant dans le droit fil de la poésie européenne, mêlant absurde et surréalisme et, offrant une variation totale de cette musique (par l'inclusion d'images, de films, et de diverses iconographies).On compare alors souvent Byrne et sa gestuelle saccadée - un héron épileptique - à l'Anthony Perkins du film Psychose.
Dès le début des années 1980, ses projets en solo se multiplient : ils ne feront sans nul doute que provoquer les dissensions, puis la dissolution de ce groupe majeur.Toutefois, les projets innovants de Byrne, durant les huit années du règne de Talking Heads, se succèdent : en 1980, il participe à l'album Under Heavy Manners du guitariste de King Crimson Robert Fripp. L'année 1981 voit la parution de The Catherine Wheel, musique d'un ballet présenté à Broadway et, la même année, My Life in the Bush of Ghosts, projet élaboré avec l'ex-Roxy Music Brian Eno, mêlant des voix de prédicateurs ou de muezzins, première tentative de collages musicaux avec des éléments de création électronique. On peut entendre Byrne en 1982 dans l'album Mesopotamia de The B-52's.
En 1984, le musicien compose la musique pour fanfare et récitant de The Knee Plays, pièce mise en scène par Robert Wilson. La même année, il participe avec son groupe au film de Jonathan Demme, Stop Making Sense, consacré aux Talking Heads. En 1986, il est le narrateur, compositeur, scénariste et metteur en scène du faux documentaire True Stories, se situant dans une ville imaginaire du Texas.
En 1987, il collabore à la musique du film Le Dernier empereur de Bernardo Bertolucci et se voit honoré d'un Oscar en compagnie de Ryuichi Sakamoto et Cong Su. En 1988, Byrne fonde son label Luaka Bop, spécialisé dans les musiques du monde, avec lequel il produit, entre beaucoup d'autres, le Brésilien Tom Zé, les Anglais de Cornershop ou les Belgo-Zaïroises Zap Mama. Il compose la même année la musique d'une nouvelle pièce de théâtre de Robert Wilson, The Forest et réalise Ilé Aiyé: The House of Life, documentaire consacré au candomblé, religion aux racines africaines dont le culte s'est développé dans la région de Bahia, au Brésil. Au mois d'octobre, le musicien enregistre Rei Momo en compagnie d'une dizaine des plus émérites musiciens latins vivant à New York.
En 1992, l'album Uh-Oh combine influences latines et funk. Byrne assure alors une tournée acoustique en compagnie de l'auteur, compositeur, chanteur et guitariste de folk anglais Richard Thompson. En 1994, Between the Teeth est un documentaire le mettant en scène avec son éphémère groupe 10 Car Pile-Up, en concert. La même année, il édite un album solo titré par son nom. En 1995, il participe à l'album Dreaming of You de la Texane Selena Quintanilla Perez. L'album suivant Feelings (1997), enregistré en compagnie de Morcheeba et Devo, sera remixé l'année suivante, sous le titre The Visible Man.
Il participe en 1999 à Sessions at West 54th Street, émission de la télévision publique américaine mettant plusieurs artistes sur plateau en situation de concert. La même année, In Spite of Wishing and Wanting est une commande de la compagnie belge de danse Ultima Vez. En 2001 sort l'album Look Into the Eyeball, où Byrne démontre un talent jusque là insoupçonné pour l'humour.
En 2002, sa collaboration avec le collectif de DJ X Press 2 (« Lazy ») devient un tube pour les pistes de danse des deux côtés de l'Atlantique (numéro deux dans les charts britanniques et numéro un dans les classements américains). La même année, il compose la musique du film Young Adam de David MacKenzie (l'album s'intitule Lead Us Not Into Temptation) et collabore à celle du Dirty Pretty Things de Stephen Frears. En 2004, l'album Grown Backwards est suivi d'une tournée de près d'un an.
En 2006, l'album mythique My Life in the Bush of Ghosts bénéficie d'une réédition incluant des pièces supplémentaires. En 2007, The Knee Plays fait l'objet d'une réédition enrichie d'une piste DVD supplémentaire. La même année, Byrne compose un opéra, aux franges du disco, en compagnie de Fatboy Slim. Here Lies Love est un spectacle évoquant Imelda Marcos, épouse controversée du dixième président des Philippines. En 2008, l'Américain compose la musique du feuilleton américain Big Love. La même année, Byrne retrouve Brian Eno pour l'album Everything That Happens Will Happen Today.
Depuis le début de sa carrière artistique, David Byrne a multiplié les expositions, tentant d'élever la banalité du quotidien au statut d'oeuvre d'art, mêlant ses sculptures à des éléments audio ou vidéo, robotiques ou de performances. Ses réalisations sont exposées dans les musées de Toronto, Stockholm, Belfast, Sydney ou San Francisco. Il a également accumulé les éditions de textes, dessins et photos. Tout au long de sa carrière, son ouverture d'esprit et son insatiable curiosité l'ont conduit à jouer dans ou à produire les albums d'artistes aussi divers que Fun Boy Three, 10,000 Maniacs ou le musicien contemporain Philip Glass.
En 2010, le projet avec Fatboy Slim Here Lies Love se concrétise en un double album incluant les performances vocales de Florence Welch (Florence and the Machine), Santigold, Camille, Tori Amos, Natalie Merchant, Kate Pierson, Nicole Atkins, Allison Moorer, St. Vincent, Sharon Jones, Martha Wainwright, Shara Worden (My Brightest Diamond), Roisin Murphy, Alice Russell, Sia, Cyndi Lauper et Steve Earle. Un DVD et un livre d'une centaine de pages se joignent à la sortie du disque.
En 2012, c'est en duo avec la chanteuse et guitariste Annie Clark alias St. Vincent que David Byrne produit un nouvel album alternatif. Dans un style toujours inventif et mélodique, il associe sa musique à celle du groupe afrobeat Antibalas et du groupe de néo-soul The Dap-Kings sur Love This Giant. David Byrne et St. Vincent défendent ensuite l'album sur scène pour une tournée passant par les États-Unis, le Canada et l'Australie.
Six ans après, David Byrne réalise le projet multimédia American Utopia dans lequel s'insère un album aux collaborations multiples incluant Brian Eno, Doveman, Daniel Lopatin(Oneohtrix Point Never), Sampha et Jack Penate.
