Дэниэл родился в семье английской актрисы Джилл Бэлкон и ирландского поэта Сэсила Дэй-Льюиса. Старшая сестра Дэниэла Тамасин — режиссер документальных фильмов. В 1975 году Дэниэл играл в Национальном Юношеском Театре. Через пять лет он поступил в Бристольский Театральный Институт, где проучился три года. 9 апреля 1995 года, после нескольких месяцев отношений с французской актрисой Изабелль Аджани, на свет появился их общий сын Гэбриэль-Кэйн. Несколько раз отклонял роль Арагорна в трилогии Питера Джексона «Властелин колец». Рассматривался на роль Иисуса Христа в драме «Страсти Христовы» (2004), но режиссер фильма Мел Гибсон посчитал лицо Дэй-Льюиса «слишком европейским», и роль досталась Джеймсу Кэвизелу. Отклонил роль в фильме Стивена Содерберга «Солярис» (2002). Вместо него в фильме сыграл Джордж Клуни. Во время подготовки к своей роли в фильме «Банды Нью-Йорка» (2002) Дэниэл много времени проводил в одном из мясных магазинов Лондона. Харви Вайнштайн о Дэниэле (когда тот согласился присоединиться к съемочной группе фильма «Банды Нью-Йорка» (2002)): 'Четыре года без Дэниэла на экране — это слишком.' Стал первым актером в истории премии «Оскар», получившим 3 статуэтки в номинации «Лучшая мужская роль». 14 июня 2014 года Дэниел Дэй-Льюис был посвящен в рыцари за свои актерские заслуги перед страной. Процедура посвящения проходила в Букингемском дворце. Посвящение совершал принц Уильям.