Родился 16 мая 1969 года в Баффало, штат Нью-Йорк. После школы поступил в колледж города Итака, где изучал киноискусство и режиссуру. В 1991 году получил степень бакалавра и отправился покорять Голливуд.
Актерская карьера Дэвида началась в 1993 году с эпизодической роли в ситкоме «Женаты… с детьми» (российский аналог – «Счастливы вместе»). В том же году он отметился в культовом боевике «Лучшие из лучших 2» с Эриком Робертсом.
Популярность Бореаназу принесла работа в мистическом сериале «Баффи – истребительница вампиров» (1997-2003), где он сыграл положительного персонажа по имени Ангел – вампира, которому вернули душу. Уже через два года шоу приобрело культовый статус, поэтому в 1999-м на экраны вышел спин-офф «Ангел» c Дэвидом в главной роли.
На волне телевизионной популярности Бореаназ снялся в полнометражном хорроре «День Святого Валентина» (2001). По сюжету герой актера противостоит жестокому серийному убийце в маске Купидона.
С закрытием в 2004-м «Ангела», который шел, таким образом, 5 сезонов, на канале Fox стартовал новый проект с участием Дэвида – криминально-комедийный сериал «Кости», посвященный истории доктора антропологии Темперанс Бреннан (Эмили Дешанель) и агента ФБР Сили Бута (Бореаназ), которые вместе расследуют нераскрытые убийства путем изучения костей жертв. Актер выступил также в качестве продюсера и режиссера нескольких эпизодов.
Не забывал Бореаназ и про полнометражное кино. В 2005-м он исполнил самого Сатану в мрачном боевике «Ворон 4: Жестокое причастие» с Тарой Рид и Дэнни Трехо. В том же году Боренеаз в драматической комедии «Девчонки» сыграл главного героя по имени Кит, которого пытаются соблазнить две подруги – Лайза и Кира.
В 2007-м актер появился в роли молодого композитора Себастиана Ст. Жермина в хорроре «Кровавая расплата».
Спустя год артист принял участие в озвучке Хэла Джордона, больше известного как супергерой Зеленый Фонарь, из полнометражного мультфильма «Лига справедливости: Новый барьер».
В 2012 году Бореаназ сыграл детектива Леса Скэнлона в криминальной драме «Офицер ранен».
В свободное от съемок время Дэвид посещает футбольные и хоккейные матчи любимых команд, ведет спортивный блог.
Первый брак актера с Ингрид Куинн продлился два года (1997-1999). В 2001-м артист женился во второй раз. Его избранницей стала подруга детства, актриса Джейми Бергман. У пары двое детей: дочь Бардо Вита и сын Джейден Рэйн.
