Данила Дунаев родился 15 июля 1981 года в Москве, став вторым ребенком в семье. Его мать Лариса работала экономистом, а отец Леонид был прославленным спортсменом, неоднократным чемпионом страны и мира по фехтованию. Данил воспитывался вместе со старшей сестрой. Его детство проходило весьма насыщенно: помимо увлечения информатикой, он брал уроки музыки и показывал неплохие результаты в спорте благодаря влиянию отца. Мальчик занимался вольной борьбой, карате, плаванием и, конечно же, фехтованием. Дунаев-старший немало часов посвятил тренировкам с сыном, обучая его искусству и тонкостям фехтования, однако позднее заметил, что успехи Данилы остаются весьма посредственными, и решил не настаивать. Подросток начал заниматься баскетболом, однако и здесь, несмотря на первые успехи, быстро заскучал. Тогда вмешалась мама и предложила ему поддаться в гуманитарии, порекомендовав Московский авиационный институт.
Дунаев поступил в МАИ на факультет социальной психологии. Впрочем, работать по специальности ему не довелось. Присоединившись к команде КВН, Данила начал посещать институт исключительно ради репетиций и выступлений. Тем не менее окончить вуз ему удалось и с весьма неплохими оценками в дипломе. Вместо поиска работы выпускник отправился прямиком в Театральный институт имени Бориса Щукина. Руководителем курса оказался заслуженный артист РФ Юрий Шлыков. Именно благодаря требовательности Юрия Вениаминовича и серьезности его подхода к обучению студентов, Дунаева заметили кинематографисты после участия в спектакле, поставленном преподавателями «Щуки» на сцене Театра имени Вахтангова.
Еще в студенческие годы Данила впервые появился на экране в приключенческой ленте Олега Фомина «Молодой Волкодав» (2007). Вскоре его утвердили на одну из ключевых ролей в исторической драме «Тайны дворцовых переворотов. Россия, век XVIII-ый. Фильм 7. Виват, Анна Иоанновна». Режиссером картины выступила Светлана Дружинина, которая собственноручно выбрала и утвердила дебютанта на роль Петра Сумарокова. Этот проект принес начинающему актеру известность и зрительскую любовь. В течение последующих нескольких лет Данила не переставал получать предложения о съемках. Так, в 2008 году он снялся в продолжении знаменитой киноленты «Д'Артаньян и три мушкетера» – «Возвращение мушкетеров», сыграл сразу двух персонажей в телевизионном юмористическом сериале «Новости», повторил успех героя Петра Сумарокова в картине «Тайны дворцовых переворотов. Россия, век XVIII-ый. Фильм 8. Охота на принцессу», завоевал сердца зрительниц благодаря мелодраме «Майский дождь» и блестяще сыграл в ряде других успешных фильмов.
