Родители Дэвида приехали в Англию из Нигерии. Учиться театральному искусству он стал из-за девушки, которая пригласила его в молодежный театр. После этого Дэвид стал обучаться театральному мастерству в колледже.
Дэвид - звезда фильма «Дворецкий», где ему досталась роль Луи Гейнса. Также он стал известен благодаря съемкам в фильме «Линкольн», роли агента Дэнни Хантера в драматическом сериале «Призраки», а также недавно вышедшему в прокат фильму «Интерстеллар».
В 2014 году Дэвид Ойелоуо получил награду как лучший драматический актер премии «Золотой Глобус» за роль Мартина Лютера Кинга в кинопроекте «Сельма».
Сейчас актер занят в съемках фильма «Американа» по роману нигерийской писательницы Чимаманды Нгози Адичи. По версии журнала «New York Times», книга вошла в десятку лучших романов этого года. Сюжет рассказывает историю молодой нигерийской девушки, которая некоторое время живет в Америке, а затем возвращается на родину. Фильм - история любви между этой героиней и персонажем Дэвида.