Дэйн родился 6 февраля 1987 года в городе Аллентаун штата Пенсильвания, США. Отец Джефф – программист, а мама, Синтия, – дизайнер мебели. Дэйн окончил школу Emmaus High School, а потом поступил в Университет Искусства Северной Каролины. Начиная со школьных лет, Дэйн интересовался театром и постоянно принимал участие в различных театральных постановках. В том числе в бродвейской постановке American Buffalo. На экране начинающий актер появился в документальной ленте History Undercover: The Doomsday Flu (1998), затем в музыкальном фильме A.K.A.: It's a Wiley World! (2003) и сериале «Закон и порядок. Специальный корпус» (2008). Дэйн сделал несколько телевизионных работ, после которых его заметил двукратный номинант на получение премии «Оскар» режиссер и сценарист Джон Сэйлз, он пригласил сняться молодого актера в картине «Амиго» (2010). Действие фильма происходит на Филиппинах в 1900 году, вскоре после того, как Испания уступила права на это островное государство США.
Затем ДеХаана задействовали в третьем сезоне популярного телесериала «Лечение»: Он получил роль гомосексуалиста Джесси, которую сыграл трепетно и убедительно. Затем пришла и первая главная роль – Эндрю Деметра – в фантастическом триллере «Хроника» (2012), который пришелся по душе зрителям. И тут на актера посыпались предложения, как из рога изобилия, не только из мира кино, но и театра. Но Дейн ДеХаан очень осторожен в оценке своего успеха. «Я бы хотел больше заниматься театром. Я же там начинал. Все зависит от проекта, главное найти правильную пьесу, чтобы у меня появилось желание реализовать все это на сцене самым лучшим образом». Дейна постоянно сравнивают с молодым Леонардо ДиКаприо – внешность, амплуа, ДеХаан же относится к данным рассуждениям с пониманием, лишь вежливо, но настойчиво повторяя, что у каждого свой путь. Один из фильмов, который оказал влияние на киновосприятие актера – «Крестный отец» (1972). Этот фильм, по мнению ДеХаана, представляет собой всеобъемлющее творчество, которое, в результате, влияет на сознание и подсознание зрителей и самих исполнителей ролей. Мечта Дэйна – сыграть в подобном кино.
В июне 2012 года Дэн счастливо женился на актрисе Анне Вуд, с которой они вместе уже несколько лет. Молодой человек утверждает, что его личная жизнь – важная составляющая его профессиональной карьеры. «Женитьба реально помогает. Быть вместе с тем, кто знал тебя, до того, как пришло это сумасшествие в виде успеха, кто знает на самом деле, кто ты такой, кому я действительно доверяю. Я абсолютно уверен, что я – счастливчик, как будто выиграл лотерею». Любопытный факт, во многих своих интервью, молодой актер говорит о том, что ему везет в этой жизни. «Миллионы людей хотели бы оказаться на моем месте. И я чувствую себя реально везунчиком, что оказался в числе тех, кто делает то, что делает – быть востребованным, играть в театре и сниматься в кино. Это именно то, чем я всегда хотел заниматься. Я сейчас просто стараюсь сконцентрироваться на работе и делать все правильно».
В свободное время Дейн ДеХаан любит играть в гольф, в одежде предпочитает некое смешение классического стиля и актуальных модных тенденций. Главное, как говорится, чтобы костюмчик сидел, чтобы все было по фигуре. Иконой стиля Дэйн становиться не собирается, хотя, например, как выглядит Дэниэл Дэй-Льюис на красной дорожке, молодому актеру очень нравится. Как бы то ни было, для Дэйна ДеХаана красота заключается в простоте.