Дэвид Уильям Томас родился 20 мая 1949 года в городе Сент-Катаринс провинции Онтарио. Отец — Джон Томас (1926—1996), философ, специалист по медицинской этике, председатель отделения философии Университета Макмастера с 1960 по 1991 год; мать — Морин Томас, церковная органистка и композитор; младший брат — Иэн Томас (род. 1950), певец, поэт-песенник и актёр. Оба родителя Дэвида — англичане.
В 1955 году Дэвид с семьёй переехал в США, в город Дарем, Северная Каролина, в связи с переводом отца в Университет Дьюка. В 1961 году семья вернулась в Канаду, в городок Дандас, где будущий актёр окончил высшую школу, а затем получил высшее образование в Университете Макмастера по специальности «английская литература».
Дейв начал работать в 1974 году копирайтером в рекламном агентстве McCann Erickson. Спустя год побывал на представлении The Second City и решил бросить свою скучную работу и стать актёром-комиком. Он стал членом труппы The Second City, а уже в 1976 году впервые появился на экранах телевизоров в теле-версии Second City Television, где с успехом пародировал таких знаменитостей как Боб Хоуп, Либераче, Аль Пачино, Бенни Хилл, Орсон Уэллс, Арнольд Шварценеггер, Александр Солженицын и многих других.
В октябре 2001 года основал компанию компьютерной анимации Animax Entertainment. В ноябре 2009 года получил степень доктора литературы от своей альма-матер.
Дейв Томас имеет тройное гражданство: Канады, Великобритании и США.
