Ele nasceu em White Plains, no estado de Nova York, em 10/04/1975. Filho de profissionais do mercado imobiliário, o astro começou a carreira artística no fim dos anos 1990.

Harbour deu seus primeiros passos profissionais em peças na Broadway, em 1999. No mesmo ano, ele estreou em uma série de televisão ao participar de um episódio de ?Law e Order? - com o passar dos anos, ele atuaria em mais quatro episódios da produção da NBC.

No teatro, ele foi indicado ao célebre prêmio Tony por seu trabalho em remontagem da peça ?Quem Tem Medo de Virgínia Woolf??.

No cinema, um de seus primeiros papéis bem-sucedidos foi como Gregg Beam em ?007 - Quantum of Solace? (2008), segundo filme em que Daniel Craig interpretou o famoso agente secreto.

Em seguida, também em 2008, ele atuou em ?Foi Apenas um Sonho?, filme do diretor Sam Mendes protagonizado pelos astros Leonardo DiCaprio e Kate Winslet.

Outro trabalho relevante do ator nos seus anos iniciais de carreira no cinema foi em ?O Segredo de Brokeback Mountain? (2005), de Ang Lee.

Em 2011, ele teve um ano bastante produtivo, atuando em ?Besouro Verde?, ?Numa Fria? e ?W.E. - O Romance do Século?.

Mas foi em 2016 que a carreira de David Harbour ganhou uma nova dimensão, com a série de televisão ?Stranger Things?, da plataforma de streaming Netflix.

Em ?Stranger Things?, Harbour interpreta o delegado do Departamento de Polícia Jim Hopper. Na trama, ele contracena com Millie Bobby Brown.

A série conquistou grande popularidade e Harbour recebeu fartos elogios da crítica. Pela sua performance na série ele foi laureado com o Critics? Choice Television em 2018, além de ter recebido indicações ao Emmy e ao Globo de Ouro.

Além disso, a performance como Jim Hopper rendeu ao ator papéis de maior destaque no cinema desde então.

No ano de 2019, ele foi protagonista de ?Hellboy?, de Neil Marshall, dando vida ao personagem que batiza a trama.

Em 2021, Harbour fez o papel do super-soldado russo Alexei Shostakov, o Guardião Vermelho, em ?Viúva Negra?, do Universo Cinematográfico da Marvel.

Na trama, que tem como protagonistas Scarlett Johansson e Florence Pugh, o ator chegou a perder 27 kg ao longo das filmagens para as gravações dos flashbacks de abertura do longa-metragem.

Um de seus trabalhos mais recentes é ?Resgate Implacável?, no qual interpreta um ex-militar cego, Gunny Lefferty. O filme tem como protagonista Jason Statham (?Carga Explosiva? e ?O Infiltrado?).

Em 2024, Harbour conciliou as gravações da quinta temporada de ?Stranger Things? e ?Resgate Implacável? com o trabalho em ?Thunderbolts*?.

Em ?Thunderbolts*?, da Marvel, o ator volta a interpretar o anti-herói Guardião Vermelho, personagem que já havia feito em ?Viúva Negra?.

David Harbour foi casado com a cantora britânica Lily Allen entre o ano de 2020 e o fim de 2024. Ela tem dois filhos de seu relacionamento anterior, com Sam Cooper. Segundo a imprensa local, Harbour, que não tem filhos biológicos, era muito próximo das duas crianças

O divórcio foi cercado de muita polêmica, com rumores de que a popstar descobriu traições de Harbour com a utilização de aplicativos de relacionamento.